Для данной
марки и модификации котла достаточно одного слагаемого из формулы:
=,
где -количество выработанного
перегретого пара, кг/с;
- удельная энтальпия
перегретого пара, кДж/кг;
После расчета
теплового баланса приступаем к расчету воздухоподогревателя первой ступени.
5. Конвективная шахта
Конвективная
шахта представляет собой опускной газоход с размещенными в ней в рассечку,
водяным экономайзером и трубчатым воздухоподогревателем. Низкотемпературные
поверхности нагрева имеют двухступенчатую схему расположения. Кубы водяного
экономайзера и воздухоподогревателя имеют «горячий» каркас и с основным
каркасом не связаны. Такая конструкция дает возможность осуществить приварку
этих блоков друг к другу. Сплошная заварка всех сочленений блоков устраняет
присосы воздуха и повышает тем самым экономичность котла. Тепловое расширение
конвективной шахты происходит снизу вверх, стык между верхними пакетами воздухоподогревателя
и верхним водяным экономайзером уплотняется линзовым компенсатором.
Расчет первой
ступени трубчатого воздухоподогревателя
Расчет
трубчатого воздухоподогревателя I
Таблица 4
№ п/п
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Формула или обоснование
Расчет
1
Диаметр труб
d
мм
По конструкт. характеристикам
40×1,5
2
Шаги труб
- поперечный
- продольный
S1
S2
мм
По конструкт. характеристикам
60
40,5
3
Относительные шаги
- поперечный шаг
- продольный шаг
σ1
σ2
мм
мм
S1/d
S2/d
1,55
1,0125
4
Число труб в ряду:
- поперек хода
- по ходу воздуха
Z1
Z2
шт.
шт.
По конструктивным
характеристикам
156
35
5
Живое сечение для
прохода газов
м2
Характер.
17,8
6
Живое сечение для
прохода воздуха
м2
Характер.
9,31
7
Поверхность нагрева
H
м2
Характер.
12315
8
Температура уходящих
газов
˚С
Принята с последующим
уточнением
130
9
Энтальпия
I//ух
кДж/кг
I –табл.
833.4155
10
Температура газов на
входе в ВП
˚С
Принимается с последующим
уточнением
250
300
11
Энтальпия
I/вп
кДж/кг
табл. 6
по α//эк
1.3
1434.1
1728.42
12
Температура холодного
воздуха
tхв
˚С
Задана
30
13
Энтальпия
Iхв
кДж/кг
табл. 6
112,845
14
Тепловосприятие ступени
по балансу
Qб 1,2
кДж/кг
φ(I/
- I// + ΔαI0хв)
603,7
896,1
15
Присос воздуха в топку
ΔαT
-
таблица 3.2[1]
0,05
16
Присос воздуха в
пылесистему
Δαпл
-
таблица 3.2[1]
0,04
17
Отношение количества
горячего воздуха к Vнo,хв
βгв
-
αT - ΔαT - Δαпл
1,15
18
Коэффициент избытка
воздуха на выходе из ВП
β//вп
-
1,05
19
Энтальпия горячего
воздуха на выходе из ступени
I//гв
кДж/кг
683,5
934,6
20
Температура горячего
воздуха на выходе из ступени
t//гв
˚С
табл. 6
124,026
169,59
21
Средняя температура
воздуха
t
˚С
78,5
99,8
22
Средняя температура
газов
˚С
190
215
25
Средняя скорость газов
Wг
м/с
11,46
12,1
26
Коэффициент теплоотдачи
с газовой стороны
α2
рисунок 5.6[1]
38
40
27
Средняя скорость
воздуха
Wв
м/с
4,03
4,27
28
Коэффициент теплоотдачи
с воздушной стороны
α1
рисунок 5.5[1]
48,45
49,82
29
Коэффициент использования
поверхности нагрева
ξ
-
таблица 5.5[1]
0,85
30
Коэффициент теплопередачи
k
19,95
18,86
31
Температурный напор на
входе газов
Δt/
˚С
/ - t//
125,9
130,41
32
Температурный напор на
выходе газов
Δt//
˚С
// - t0хв
100
33
Температурный напор при
противотоке
Δtпрот
˚С
112,95
115,2
34
Больший перепад
температур
τб
˚С
t// - t/
94,026
139,59
35
Меньший перепад
температур
τм
˚С
/ - //
120
170
36
Параметр
Р
-
0,545
0,629
37
Параметр
R
-
0,78
0,82
38
Коэффициент
ψ
-
П. 5.3 рис. 5.15
[1]
0,65
0,65
39
Температурный напор
Δt
˚С
ψ Δtпр
73,41
74,88
40
Тепловосприятие по
уравнению теплопередачи
QT
кДж/кг
1178
1136
Из
графического уточнения расчетных величин ВП-I (рис. 3) определили
значения температур уходящих газов=340˚С
и температуру горячего воздуха на выходе из ступени t//гв =203˚С Qбуточ=1100кДж/кг
Расчет
первой ступени водяной экономайзер
Расчет первой
ступени водяного экономайзер
№ п/п
Наименование величины
Обозначение
Размерность
Формула или обоснование
Расчет
1
Диаметр труб
dн/dвн
мм
По конструкт. характеристикам
25×3,5
2
Шаги труб
- поперечный
- продольный
S1
S2
мм
По конструкт. характеристикам
80
49
3
Живое сечение для
прохода газов
Fr
м2
36,8
4
То же для воды
fв
м2
0,212
5
Относительные шаги
- поперечный шаг
- продольный шаг
σ1
σ2
-
-
S1/d
S2/d
3,2
1,96
6
Число рядов труб в
змеевике
Z2
-
По конструкт. характеристикам
228
7
Число змеевиков
Z1
-
По конструкт. характеристикам
114
8
Поверхность нагрева
H
м2
Πdln
2580
9
Температура газов на
выходе из ступени
˚С
Из расчета ВП-I
340
10
Энтальпия газов на
выходе
I//ЭК
кДж/кг
Табл.. по α//эк
1968,96
11
Теплосодержание воды
i/эк
кДж/кг
i – S табл. [2]
990,21
12
Температура воды на
входе в экономайзер
t/эк
˚С
задана
230
13
Температура газов на
входе в экономайзер
˚С
Принимается с
последующим уточнением
400
450
14
Энтальпия газов на
входе
I/эк
кДж/кг
табл. 6
по α//вп=1,28
2329,76
2540,2
15
Тепловосприятие ВЭКпо
балансу
Qб
кДж/кг
φ(I/ - I// + ΔαэкI0хв)
361,08
533,8
16
Теплосодержание воды на
выходе
i//эк
кДж/кг
i/эк + Qб
1064,9
1100,6
17
Температура воды на
выходе из ступени
t//эк
˚С
при Рэк =11,5
МПа
245,5
253,06
18
Температурный напор на
входе газов
Δt/
˚С
/ - t//эк
154,5
196,94
19
Температурный напор на
выходе газов
Δt//
˚С
// - t/=349-215
110
20
Средний температурный
напор
Δt
˚С
131,63
149,4
21
Средняя температура
газов
˚С
370
395
22
Средняя температура
воды
t
˚С
237,75
241,53
23
Температура
загрязненной стенки
tЗ
˚С
t + 25
262,75
266,53
24
Суммарная объемная доля
трехатомных газов и водяных паров
rn
-
таблица 5
0,317
25
Средняя скорость газов
Wг
м/с
7,58
7,87
26
Коэффициент теплоотдачи
конвекцией
αК
рисунок 5.5
стр. 53 [1]
30,25
29,4
27
Эффективная толщина излучающего
слоя
S
м
0,157
28
∑ поглощательная
способность
PnS
МПа×м
rn * S*0,1
0,00497
29
Коэффициент ослабления
лучей трехатомными газами
kr
1/ МПа
k0r × rn
k0r – рисунок 5.11[1]
(24 и 23)
37
35
30
Коэффициент теплоотдачи
излучением
αл
рис. 5.9
4
4,5
31
Коэффициент тепловой
эффективности
ψ
-
п. 5.3 табл. 5.2
0,7
32
Коэффициент теплопередачи
k
ψ(αК
+ αл)
23,97
23,73
33
Тепловосприятие ступени
по уравнению теплопередачи
QT
кДж/кг
532,324
Из
графического уточнения расчетных величин ВЭК-I(рис. 5) найдем
значение уходящих газов на входе в ВЭК-I и значение температуры
питательной воды на выходе из ВЭК-I: =392 t//эк =243С; Qбуточ=330кДж/кг
Расчет
второй ступени воздухоподогревателя
Двухступенчатая
компоновка воздухоподогревателя позволяет подогреть воздух до 350-450 ˚С. Сущность
этой схемы заключается в увеличении температурного напора на горячем конце
воздухоподогревателя в результате переноса его горячей (второй) ступени в
область более высокой температуры продуктов сгорания. Это позволяет сохранить
температуру уходящих газов на достаточно низком уровне. Температура газов перед
второй ступенью воздухоподогревателя задается из условия обеспечения надежности
работы верхней трубной доски. Она должна быть не выше =550-5800С.
Таблица 6. Расчет
воздухоподогревателя второй ступени