3.2.13 Тепловой расчет водяного экономайзера

Наименование

d, мм

A, м

b, м

z₁, шт

z₂, шт

S₁, мм

S₂, мм

S₁/d

S₂/d

Экономайзер

32

3,64

9,024

17

80

120

40

3,75

1,25

Рассчитываемая величина

Обоз-начение

Размер-ность

Формула

Расчет или обоснование

Результат

Площадь поверхности нагрева

H

м²

Предварительно принята

По конструкции котлоагрегата

1780

Энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер

кДж/ м³

Принимается по табл. 2

-

13730,18

Температура продуктов сгорания после экономайзера

⁰C

Принимаем предварительно

По конструкции котлоагрегата

300

500

Энтальпия продуктов сгорания после экономайзера

кДж/ м³

Принимается по табл. 2

-

5156,315

8793,175

Энтальпия присосанного воздуха

кДж/ м³

Принимаем по табл. 3

249,6

Теплота, отданная продуктами сгорания

Q_б

кДж/ м³

0,994(13730,18– 5156,315+ 0,02∙249,6)

0,994(13730,18– 8793,175+ 0,02∙249,6)

8527,5

4912,4

Температура воды на входе в экономайзер

t`_в

⁰C

Принимаем

По конструкции котлоагрегата

220

Энтальпия воды на входе в экономайзер

I`_эк

кДж/ м³

Из таблиц термодинамических свойств воды

Принимается при давлении 119ата и температуре 220 ⁰С

946,5

Предварительная энтальпия пара на выходе из экономайзера по

(7-02) и (7-03) [2]

кДж/ м³

1613,1

Продолжение таблицы 3.14

1330,3

Предварительная температура пара после экономайзера

⁰C

Из таблиц термодинамических свойств перегретого пара

Темп-ра перегретого пара при давл. 119 ата

320

297,9

Температурный напор по (7-74) [2]

t

⁰C

209

360,6

Число параллельно включенных змеевиков в пакете

n₁

шт

По конструкции экономайзера

Из технических характеристик котла

41

Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания по

(7-31) [2]

F

м²

ab – z₁ld

3,64∙9,024 –17∙8,64∙0,032

28,15

Средняя скорость продуктов сгорания

w_г

м/с

5,5

6,2

Коэффициент теплоотдачи

Вт/(м²К)

Определяем по номограмме 8 [2]

При поперечном омывании шахматных пучков

67

72

Продолжение таблицы 3.14

Поправка на число труб по ходу продуктов сгорания

C_z

-

-

При z₁≥10

1

Поправка на компоновку пучка

С_s

-

Определяем по номограмме 8 [2]

При поперечном омывании шахматных пучков

1,02

1,02

Коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока

С_ф

-

Определяем по номограмме 8 [2]

При поперечном омывании шахматных пучков

1,05

1,06

Коэффициент теплоотдачи конвекцией

Вт/(м²К)

67∙1∙1,02∙1,05

72∙1∙1,02∙1,07

71,76

78,6

Температура загрязненной стенки по (7-70) [2]

t_з

⁰С

t_з = t + t

270+25

258,95+25

295

283,95

Коэффициент использования



-

Принимаем по стр. 69 [2]

Для сложно омываемых пучков

0,95

Суммарный коэффициент теплоотдачи

₁

Вт/(м²К)

0,95∙(71,76+0)

0,95∙(78,6+0)

68,2

74,7

Коэффициент тепловой эффективности



-

Определяем из таблицы 7-5 [2]

-

0,85

Коэффициент теплопередачи

к

Вт/(м²К)

к = ₁

0,85∙68,2

0,85∙74,7

57,97

63,5

Теплота, воспринятая поверхностью нагрева по (7-16) [2]

Q_т

кДж/ м³

4512,7

8528,7

Окончание таблицы 3.14

Действительная воспринятая теплота в экономайзере

кДж/ м³

График строится по значениям Qб и Qт для двух температур.

6611,1

Действительная температура продуктов сгорания после экономайзера

⁰С

Принимаем по графику

График строится по значениям Qб и Qт для двух температур.

405

Прирост энтальпии пара в экономайзере

I^кпп

кДж/ м³

6611,1∙4,779 /61,1

517,1

Энтальпия пара после экономайзера

I``_вых

кДж/ м³

I``_эк+I^эк

946,5 + 517,1

1463,6

Температура пара после экономайзера

t_кпп

⁰С

Из таблиц термодинамических свойств воды и перегретого пара

Температура перегретого пара при давлении 104ата

310

Рассчитываемая величина

Обоз-начение

Размер-ность

Формула

Расчет или обоснование

Результат

Площадь поверхности нагрева

H

м²

По конструкции котлоагрегата

6750 + 1750

8500

Коэффициент избытка горячего воздуха по

(2-10) [1]

_гв

-

_т ­­– _т

1,05 – 0,07

0,98

Средний избыток воздуха в ВП (2-7) [1]

_вп

-

_гв +0,5_вп

0,98+0,5∙0,3

1,13

Температура горячего воздуха

t_гв

⁰С

Принимается предварительно

По конструкции котла

260

Продолжение таблицы 3.15

Энтальпия горячего воздуха

I⁰_гв

кДж/ м³

Принимается по таблице 2.

-

3886,6

Температура воздуха на входе в ВП

t_пр

⁰С

Принимается предварительно

По конструкции котла

20

Энтальпия воздуха на входе в ВП

I⁰_пр

кДж/ м³

Принимается по таблице 2.

-

249,6

Тепловосприятие ВП

(5-1) [1]

Q_б

кДж/ м³

4109,81

Средняя температура воздуха

t_ср

⁰C

0,5∙( t_гв + t_пр )

0,5∙(260+20)

140

Энтальпия воздуха при средней температуре

I⁰_ср

кДж/ м³

Принимается по таблице 2.

-

1760,2

Энтальпия газов за ВП

I^пр_вп

кДж/ м³

2733,44

Температура газов за ВП

Т^ср_вп

⁰C

Принимается по таблице 2.

-

133

Средний температурный напор

t

⁰С

128

Продолжение таблицы 3.15

Коэффициент, учитывающий загромождение ротора листами (горячая часть)

К_л.г

-

По табл. 1.54. [3]

-

0,89

Коэффициент, учитывающий загромождение ротора листами (холодная часть)

К_л.х

-

По табл. 1.54. [3]

-

0,81

Коэффициент, учитывающий загромождение ротора ступицей и перегородками

К_р

-

По рис. 1.45. [3]

-

0,865

Количество секций для прохода газа

х_г

-

Из инструкции по эксплуатации [3]

13/24

0,54

Площадь для прохода продуктов сгорания (горячая часть) по (1.103) [3]

f_г

м²

10,97

Площадь для прохода продуктов сгорания (холодная часть) по (1.103) [3]

f_х

м²

9,98

Продолжение таблицы 3.15

Средняя площадь для прохода продуктов сгорания

f

м²

2f_гf_х/(f_х+f_г)

2∙10,97∙9,98/(10,97+9,98)

10,45

Средняя скорость газов

w_г

м/с

10,06

Средняя температура стенки

Т_пп

⁰С

(T_ср + t_ср)/2

(269+140)/2

204,5

Эквивалентный диаметр проходного сечения

d_э

мм

Определяем по рекомендациям стр. 110 [1]

-

9,7

Коэффициент теплоотдачи

_н

Вт/(м²К)

Определяем по номограмме

14 [2]

-

43

Коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока

С_ф

-

Определяем по номограмме

14 [2]

-

1,12

Коэффициент, зависящий от профиля набивки

С_н

-

Принимаем согласно стр. 63 [2]

-

1,6

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

₁

Вт/(м²К)

_н* С_ф* С_н

43∙1,12∙1,6

77

Продолжение таблицы 3.15

Средняя площадь для прохода продуктов сгорания

по табл. 5.1 [3]

F

м²

-

-

3,8

Средняя скорость воздуха

w_в

м/с

7,4

Коэффициент теплоотдачи

_н

Вт/(м²К)

Определяем по номограмме

14 [2]

-

37

Коэффициент, учитывающий влияние изменения физических параметров потока

-

Определяем по номограмме

14 [2]

-

1,025

Коэффициент, зависящий от профиля

С_н

-

Принимаем согласно стр. 63 [2]

-

1,6

набивки

Коэффициент теплоотдачи от стенки воздуху

₂

Вт/(м²К)

_н* С_ф* С_н

37∙1,025∙1,6

60,5

Коэффициент эффективности

-

Принимаем согласно стр. 71 [2]

-

0,9

Окончанние таблицы 3.15

Коэффициент, учитывающий влияние нестационарного теплообмена

П

-

Принимаем согласно стр. 54 [2]

-

0,97

Коэффициент теплопередачи по

(7-27) [2]

К

Вт/(м²К)

8,98

Теплота, воспринятая поверхностью нагрева одного РВП

Q`_т

кДж/м³

2044,4

Теплота, воспринятая поверхностью нагрева обоих РВП

Q_т

кДж/м³

2∙Q`_т

2∙2044,4

4088,8

Действительная воспринятая теплота в воздухоподогревателе

кДж/ м³

-

Т.к. отличие Q_б и Q_т составляет

(4109,81 –4088,83)*100% / 4088,83

=0,51 % <2%, то расчёт пов-ти не уточняется (стр. 101 [2])

4109,81