4.5Расчет хвостовых поверхностей нагрева при одноступенчатой компоновке

Рисунок 4.7 – Схема одноступенчатой компоновки

4.5.1 Расчет воздухоподогревателя

Для расчета воздухоподогревателя известны температура воздуха на входе t_х.в или t_в.вн и на выходе t_г.в, а также темпе­ратура продуктов сгорания после воздухоподогревателя _ух.

Необходимо определить температуру продуктов сгорания _ух пе­ред воздухоподогревателем. Из уравнения теплового баланса для воз­духоподогревателя

,

где – тепловоспрйятие воздухоподогревателя, кВт;

и – энтальпии теоретического объема горячего и холод­ного воздуха, кДж/м³.

Энтальпия продуктов сгорания перед воздухоподогревателем I₁ определяется по формле

.

По энтальпии I₁ и по I – диаграмме (линия ) определяют температуру продуктов сгорания ₁ перед воздухоподогревателем.

Так как парогенератор рассчитывается на другой сорт топлива, температура продуктов сгорания ₁, перед воздухоподогревателем проверяется по уравнению теплопередачи

,

где Н_вп – расчетная поверхность нагрева воздухоподогревателя, м³;

– температурный напор, ^оС. (Методику определения смотрите в расчете испарительных поверхностей);

k – коэффициент теплоотдачи воздухоподогревателя, Вт/(м²К).

Последующий расчет выполняется аналогично расчету I ступени воздухоподогревателя при двухступенчатой компоновке.

4.5.2Расчет экономайзера

Цри расчете экономайзера известны температуры продуктов сго­рания на входе ₂ к на выходе ₁, а также температура пи­тательной воды на входе в экономайзер.

Из расчета определяется температура питательной воды после эко­номайзера .

Из уравнения теплового баланса для экономайзера

определяется величина энтальпии воды на выходе из экономайзера

.

Весь последующий расчет экономайзера выполняется аналогично расче­ту II ступени экономайзера при двухступенчатой компоновке.

4.5.3Расчет воздухоподогревателя

Дяя расчета воздухоподогревателя известны температура воздуха на входе и на выходе и температура продуктов сгора­ния на входе ₂. Нужно определить температуру продуктов сгора­ния после воздухоподогревателя.

Из уравнения теплового баланса для воздухоподогревателя

,

энтальпия продуктов сгорания после воздухоподогревателя определяется по формуле

.

По энтальпии продуктов сгора­ния I₁ и по I диаграмме (ли­ния _вп) определяют температуру продуктов сгорания после воздухоподогревателя ₁. Весь последующий расчет выпол­няется аналогично расчету второй ступени воздухоподогревателя при компоновке «в рассечку».

Рисунок 4.8 – Схема одноступенча­той компоновки по­верхностей с чугунным экономайзером

4.5.4Расчет чугунного экономайзера

Чугунные ребристые экономайзеры выполняются из труб ВТИ или ЦККБ. Расчет чугунного экономайзера выполняется аналогично расчету одноступенчатого экономайзера. Различие состоит в расчетном коэффи­циенте теплопередачи k, Вт/(м²К).

Коэффициент теплопередачи чугунных экономайзеров определяется по номо­грамме (рисунок 4.9) в зависимости от скорости и температуры потока продуктов сгорания. Характеристики труб экономай­зеров ВТИ и ЦККБ выбираются из таблицы 3.2.

Таблица 4.2 – Технические характеристики труб ребристых экономайзеров ВТИ и ЦККБ

Характеристика одной трубы	Экономайзер ВТИ				Экономайзер ЦККБ
Длина поверхности нагрева l, мм	1500	2000	2500	3000	1990
Поверхность нагрева с газовой стороны Нт, м2	2,18	2,95	3,75	4,49	5,50
Живое сечение для прохода газов fг, м2	0,088	0,12	0,152	0,184	0,210

Длину трубы выбирают по чертежу или принимают ориентировочно в зависимости от ширины парогенератора.

Рисунок 4.9 – Номограмма для определения коэффициента теплопере­дачи чугунных ребристых экономайзеров ВТИ и ЦККБ ( )

Зная установленную в парогенераторе поверхность нагрева эко­номайзера, вычисляют число труб

где – установленная поверхность нагрева экономайзера, м²;

п – число труб, шт.

Затем необходимо найти число труб в горизонтальном ряду z, т.е. ориентировочно скомпоновать экономайзер. Зная число труб в го­ризонтальном ряду, определяют живое сечение экономайзера для прохо­да продуктов сгорания, .

Скорость продуктов сгорания при

,

где  – температура потока продуктов сгорания, ^оС,

;

V_г – объем продуктов сгорания в газоходе, м³/кг (м³/м³).

Коэффициент теплопередачи определяется по скорости и темпера­туре потока продуктов сгорания с учетом коэффициента тепловой эф­фективности С_.

Кривая для экономайзера ВТИ построена с учетом эффекта системати­ческой обдувки. Без обдувки коэффициент теплопередачи уменьшается на 20 %.

При сжигании мазута коэффициент теплопередачи чугунных ребри­стых экономайзеров снижается на 25 %. После определения коэффициен­та теплопередачи необходимо по уравнению теплопередачи рассчитать поверхность нагрева чугунного экономайзера (аналогично расчету I ступени двухступенчатого экономайзера).

Если расхождение между значениями поверхностей нагрева, опре­деленных по уравнению теплопередачи и установленных в парогенера­торе более 2 %, расчет необходимо уточнить путем изменения компо­новки экономайзера или длины труб.