7. Расчет теплообмена в газоходе1 парового котла.

Целью расчета является определение температуры продуктов сгорания на выходе из газохода и количества теплоты, воспринятое поверхностью нагрева газохода.

• Из справочной литературы [4] и с чертежа парового котла в таблицу заносятся основные конструктивные характеристики газохода.

Таблица 7: Конструктивные характеристики газохода

Рассчитываемая величина	Обозначение	Размерность	Формула и обоснование	Расчет
1	2	3	4	5
Поверхность нагрева	Н	м^2	[4], чертеж	Н=16.36
Диаметр труб	d	мм		d=51
Расчетные шаги труб:
поперечный	S1	мм		S1=220
продольный	S2	мм		S2=95
Число труб, пересекаемых потоком газов	Z1	-		Z1=5
Число рядов труб по ходу газов	Z2	-		Z2=10
Живое сечение для прохода газов	Fг	м^2		Fг=1,245
Эффективная величина излучающего слоя	S	м		S=1.87220+95/51-4.1)51= 0,379

При расчете конвективной поверхности котла предварительно принимают два значения температуры на выходе из газохода. Для котла с одним газоходом принимаем =500°С и =300°С. По двум принятым температурам проводят параллельно расчеты.

После проведения расчетов действительную температуру продуктов сгорания за газоходом определяют графическим путем по величинам тепловосприятия, рассчитанных по уравнениям теплового баланса Q_б и теплопередачи Q_т при двух ранее принятых температурах и Порядок определения искомого значения [5, рис.2].

Полученное действительное значение температуры продуктов сгорания на выходе из газохода будет являться температурой на входе в экономайзер.

Таблица 5: Расчет теплообмена в первом газоходе.

Рассчитываемая величина	Обозначение	Размерность	Формула и обоснование	Расчет
1	2	3	4	5
Температура газов на входе			из расчета топки =	=1320
Энтальпия			диаграмма	=24650
Температура газов на выходе из газохода			принимается	=900; =500
Энтальпия			диаграмма	=16500; =8624
Энтальпия присоса воздуха				Jэ=0,059,41,2930=18,19
Тепловосприятие газохода по уравнению теплового баланса	Qб			Qв=0,98(24650-16500+18,19)=8062 Q в=0,98(24650-8624+ 18,19)=15835,6
Средняя температура газов				ср=1320+900/2=1110 ср=1320+500/2=910
Средняя скорость газов в газоходе	Wср			Wср=0,5311,81(273+1110) /1,245273=25,46 Wср=0,5311,83(273+910) /1,245273=21,78
Коэффициент теплопередачи конвекцией			[5, рис.П.5]	к=134,511,011,02=138,6 к=126,311,011,02=130,1
Произведение			, где P=0,1МПа	РnS=0,260,10,379=0.01
Коэффициент ослабления лучей 3-х атомных газов				kг=16 kг=18,4
Оптическая толщина				kрS = 0,0116 =0,16 kрS =0,0118,4 =0,184
Коэффициент теплового излучения				 = 0,148  = 0,163
Температура обогреваемой среды	tн		температура насыщения при давлении в барабане котла 0,75 МПа	tн=179,88
Температура наружной поверхности загрязненной стенки			[5, табл.П.5]	t3 =179,88+25 =204,88
Коэффициент теплоотдачи излучением				 =203,60,990,17=34,5  =138,30,990,23=31,63
Коэффициент тепловой эффективности котельного пучка		-
Коэффициент теплопередачи	К			K1=0,85(34,5+138,56)= =147,1 K2=0,85(31,63+130,1)= =137,44
Температурный напор		^oC		Δt= 1320-900  = 2.3lg(1320-179,88)/(900- - 17988) =914,1 t = 1320-500  = 2.3lg(1320-179,88)/(500- - 179,88 ) =645,57
Тепловосприятие газохода по уравнению теплопередачи	Qт			Qт=147,1914,116,36/ 10^30,53 =4150,63
				Qт=137,44645,5716,36/ 10^30,53 =2738,8

По графику: Q_г= 4700 кДж /кг ^_д=1067C

Расчет теплообмена во втором газоходе парового котла.

Целью расчета является определение температуры продуктов сгорания на выходе из газохода и количества теплоты, воспринятое поверхностью нагрева газохода.

• Из справочной литературы [4] и с чертежа парового котла в таблицу заносятся основные конструктивные характеристики газохода.

Таблица 7: Конструктивные характеристики второго газохода

Рассчитываемая величина	Обозначение	Размерность	Формула и обоснование	Расчет
1	2	3	4	5
Поверхность нагрева	Н	м^2	[4], чертеж	Н=196.0
Диаметр труб	d	мм		d=51
Расчетные шаги труб:
поперечный	S1	мм		S1=110
продольный	S2	мм		S2=95
Число труб, пересекаемых потоком газов	Z1	-		Z1=8
Число рядов труб по ходу газов	Z2	-		Z2=55
Живое сечение для прохода газов	Fг	м^2		Fг=0.851
Эффективная величина излучающего слоя	S	м		S=(1.87×110+95/51-4.1)51=0.174

При расчете конвективной поверхности котла предварительно принимают два значения температуры на выходе из газохода. Для котла с одним газоходом принимаем =500°С и =300°С. По двум принятым температурам проводят параллельно расчеты.

После проведения расчетов действительную температуру продуктов сгорания за газоходом определяют графическим путем по величинам тепловосприятия, рассчитанных по уравнениям теплового баланса Q_б и теплопередачи Q_т при двух ранее принятых температурах и Порядок определения искомого значения [5, рис.2].

Полученное действительное значение температуры продуктов сгорания на выходе из газохода будет являться температурой на входе в экономайзер.

Таблица 5: Расчет теплообмена во втором газоходе.

Рассчитываемая величина	Обозначение	Размерность	Формула и обоснование	Расчет
1	2	3	4	5
Температура газов на входе			из расчета топки =	=1067
Энтальпия			диаграмма	=19800
Температура газов на выходе из газохода			принимается	=500; =200
Энтальпия			диаграмма	=9700; =3579
Энтальпия присоса воздуха				J=0.19.41.2930= =36.38
Тепловосприятие газохода по уравнению теплового баланса	Qб			Qб=0,98(19800-9700+ +36,38)=10004,6 Qб=0,98(19800-3579+ +36,38)=16046
				ср=1067+500/2=783,5 ср=1067+200/2=633,5
Средняя скорость газов в газоходе	Wср			Wср=0,5312,56(273+783,5)/0,851273=30,2 Wср 0,5312,56(273+633,5)/ 0,851273=26
Коэффициент теплопередачи конвекцией			[5, рис.П.5]	к=137,5111,01=138,88 к=127,5111,03=131,33
Произведение			, где P=0,1МПа	РnS=0,250,10,174=0.004
Коэффициент ослабления лучей 3-х атомных газов				kг=31,5 kг =34
Оптическая толщина				kрS=31,50,004=0,126 kрS=340,004=0,136
Коэффициент теплового излучения				1=0,11 2=0,125
Температура обогреваемой среды	tн		температура насыщения при давлении в барабане котла 0,75 МПа	tн=179,88
Температура наружной поверхности загрязненной стенки			[5, табл.П.5]	t3=179,88+25=204,88
Коэффициент теплоотдачи излучением				=1070,9880,11 =11,62 =750,9810,125 =9,2
Коэффициент тепловой эффективности котельного пучка		-
Коэффициент теплопередачи	К			K1=0,85(138,88+11,62)= =127,93 K2=0,85(131,33+9,2)= =119,45
Температурный напор		^oC		1067-500 t =  = 2.3lg (1067-179,88) /(500-179,88) = 556,27 t = 1067-200  = 2.3lg (1067-179,88) /(200-179,88) = 229
	Qт			Qт=127,93556,27196 / 10^3 0,53=26317 Qт=119,45229196 / 10^3 0,53=10116

По графику:

Q_г= 14450кДж /кг ^_д=280C