3.9 Розрахунок повітропідігрівача

Порядок теплового розрахунку повітропідігрівача мало відрізняється від розрахунку пароперегрівача. Результатом розрахунку, так само як і в розрахунку пароперегрівача, є визначення необхідної площі поверхні (із заздалегідь прийнятими необхідними для теплового розрахунку характеристиками конструкції) для отримання необхідної (прийнятою) температури повітря, подібно до температури перегрітої пари в перегрівачі. Порядок розрахунку приведений в табл.9, [2] і додаткових пояснень не вимагає.

Розрахунок температурного напору проводиться таким чином:

а) якщо повітропідігрівач (або інший теплообмінник – елемент нагріву котла) складається з однієї або декількох секцій і рух повітря (чи будь-якого теплосприймаючого середовища) відбувається за перехресною схемою (див. рис. 7), то ∆t визначається аналогічно рис.3, б по формулі

з множенням ∆t на коефіцієнт ψ для перехресної схеми з протитечійним рухом теплообмінювальних середовищ. Коефіцієнт ψ визначається по наближеній формулі:

.

Значення R і Р, що входять у формулу, визначаються так само, як і при розрахунку пароперегрівача або економайзера; коефіцієнт α – число ходів перехресного струму, як правило дорівнює числу секцій;

б) якщо усі секції сполучені таким чином, що теллообмінювальні середовища в них рухаються по прямотоку (див. рис. 3,а), то у формулу для ψ _пкр.т замість Р необхідно підставити Р'. який визначається по формулі

.

При цьому, незалежно від числа ходів (α), у формулу для ψ _пкр.т α необхідно підставляти рівним "1";

в) якщо частина секцій сполучена так, що теплообмінювальні середовища рухаються по них за перехресно-протиточною схемою, а частина – по перехресно-прямоточній і відношення H_прм/H ≤ 0,5, то температурний напір визначається за схемою, приведеною на рис.3, а, і додатково множиться на коефіцієнт ψ_см, що враховує змішаний струм. Коефіцієнт ψ_см визначається по формулі (24);

г) якщо секції сполучені по змішаному струму так, що H_прм/H > 0,5, то в цьому випадку теплообмін для кожної секції (чи для групи секцій) розраховується окремо і температурний напір для них визначається по формулах, відповідних взаємному руху теплообмінювальних середовищ: за протитечійною або прямоточною схемою. При розрахунку теплообміну для кожної секції поступають таким чином. Заздалегідь задаються температурами теплообмінювальних середовищ (газу і повітря) за секцією і проводять тепловий розрахунок за повною схемою, приведеною в табл. 9, [2], підставляючи замість кінцевих прийняті температури за секцією. Після цього приступають до розрахунку другої секції. Причому прийняті температури теплообмінювальних середовищ за першою секцією приймають за початкові для другої, а температури газів і середовища (повітря), що нагрівається, за другою секцією приймають рівними температурам, які необхідно отримати в кінцевому результаті розрахунку. Якщо це повітропідігрівач, то це температури газів і повітря на виході з нього. Температура газів за повітропідігрівачем, як правило, дорівнює температурі відпрацьованих газів, а температура повітря на виході з другої секції – температурі гарячого повітря (див. розрахунок попереднього теплового балансу котла – табл.4, [2]).

Сказане вище справедливо для повітропідігрівача (чи будь-якого елементу нагріву котла), в якому усі секції включені по прямотоку. Якщо секції включені по протитечії або змішаному току, то необхідно скласти схему напряму теплообмінювальних середовищ і визначити, які температури є початковими і які кінцевими для кожної секції окремо.

Після закінчення розрахунку усіх поверхонь нагріву котла проводиться перевірка розрахованої паропродуктивності в порівнянні із заданою, а також коефіцієнта корисної дії в порівнянні з прийнятим (заданим) або розрахованим в табл. 4, [2].

Розбіжності у визначенні паропродуктивності D_K і коефіцієнта корисної дії η_к визначаються у відсотках і не повинні перевищувати 5 %.

Порядок розрахунку перевірки DK і ηДо приведений в таблицю. 10, [2].

Рисунок 5 – Принципова схема головної котельної установки: ПОП – паротворні поверхні; ППI, ППII – секції основного пароперегрівача; ППIII, ПППII, ПППIII – секції проміжного пароперегрівача; ЭК- I, ЭК- II – секції економайзера; ВПI, ВПII, ВПIII – секції повітропідігрівача; ТВД – турбіна високого тиску; ТСД – турбіна середнього тиску; ТНД – турбіна низького тиску

Рисунок 6 – Принципова схема допоміжної котельної установки. СГК – збірник гарячих конденсатів

У завершальну частину курсового проекту входять: висновки за результатами розрахунку.

Окрім розрахунків пояснювальна записка курсового проекту повинна містити ескіз котла заданого типу з розмірами, необхідними для теплових розрахунків, короткий опис конструкції котла, зображення циклу Ренкіна в Т, s -координатах з вказівкою параметрів в точках, а також принципові схеми котельної установки (див. рис. 5 – 8).

Рисунок 7 – Принципова схема утилізаційної установки без утилізаційного турбогенератора	Рисунок 8 – Принципова схема утилізаційної установки з утилізаційною турбіною: УТГ – утилізаційний турбогенератор; ГД – головний двигун; ГТН – газотурбонагнітач

Креслення виконуються відповідно до завдання на листах формату А1 або (деталі, вузли котлів) формату А2.

Усі розміри на кресленнях повинні обов'язково відповідати використаним і отриманим в результаті розрахунку розмірам.