7.2 Расчет кипятильных пучков

Фестон и испарительные (кипятильные) пучки непосредственно соединены с барабаном и определяют общую компоновочную схему котла. Их реконструкция с изменением площади поверхностей нагрева или конструктивных характеристик связана с большими трудностями и значительными капитальными затратами. Поэтому при выполнении проекта испарительные (кипятильные) пучки также, как и фестон обычно не изменяют, а производят их проверочный расчет, в результате которого определяют температуру и энтальпию газов за рассчитываемой поверхностью.

Расчет кипятильных пучков, также как и расчет фестона, выполняют совместным решением основного уравнения теплопередачи (6.1) и уравнения теплового баланса

Q= φ (-+∙) (7.11)

Температура и энтальпия газов перед кипятильным пучком должны быть известны из расчета предыдущей поверхности или распределения тепловосприятий между отдельными поверхностями котла.

Расчет производят в следующей последовательности:

1. По чертежу и техническим характеристикам котельного агрегата составляют расчетную схему и таблицу конструктивных размеров и характеристик кипятильного пучка (наружный диаметр труб, количество труб в ряду, количество рядов, общее количество труб, поверхность нагрева, расположение труб, шаги труб, площадь живого сечения для прохода газов и др.).

Если в пучке длина и количество труб по рядам существенно различны, то среднюю длину труб пучка определяют по формуле

= , (7.12)

где n₁ , n₂, … - количество труб с длиннойl₁, l₂,… ;

Z– общее количество труб в пучке.

Расчетную площадь поверхностей нагрева пучка находят по формуле:

Н = ∙Z∙.(7.13)

При определении Н учитывают только поверхность, омываемую газами.

2. Предварительно задаются температурой газов на выходе из пучка и по Н-таблице определяют теплосодержание. Ориентировочное значение снижения температуры газов в пучкеможно принять: для испарительного пучка, расположенного непосредственно за фестоном= 80 ÷ 200⁰С; для испарительных пучков за перегревателем= 150 ÷ 600⁰С; для испарительных пучков котлов, не имеющих перегревателей,= 500 ÷ 700⁰С.

В некоторых случаях температурный перепад , полученный из расчета, может выходить за выше указанные пределы.

3. По формуле (7.11) рассчитывают количество теплоты, отданное газами конвективной поверхности нагрева, Q.

4. Определяют коэффициент теплопередачи и средний температурный напор.

5. По уравнению теплопередачи (6.1) рассчитывают значение конвективного тепловосприятия пучка, . Если в зоне рассчитываемого газохода находятся дополнительные поверхности нагрева (например, пристенные экраны, подвесные трубы), площадь которых не менее 5 % основной, то при определении суммарного конвективного тепловосприятия по уравнению (6.1) учитывают также тепловосприятие дополнительной поверхности

, (7.14)

Коэффициент теплопередачи для дополнительной поверхности принимают таким же, как и для основной, независимо от их конструктивного выполнения.

Если расхождение тепловосприятия не превышает 2%, то расчет не уточняют, а предварительно принятую температуру газов на выходе из пучка считают окончательной. При больших расхождениях принимают новое значение температуры газов на выходе из пучка и расчет повторяют, добиваясь необходимой сходимостии.

Если после второго приближения расхождение между иокажется больше указанного предела искомую температуру можно найти графически – путем линейной интерполяции (см. расчет ширм рис. 6.1).