8.Поверочно-конструкторский расчет пароперегревателя.

1. Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравнивают её с заданной по чертежу и принимают решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

2. По чертежам парового котла составляем эскиз пароперегревателя в двух проекциях на миллимет-ровой бумаге в масштабе 125.

3. По чертежам и эскизу заполняем таблицу:

Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя

Таблица 8.1.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Весь п/п
Наружный диаметр труб	d	мм	32
Внутренний диаметр труб	dвн	мм	26
Число труб в ряду	Z1	шт.	72
Число рядов походу газов	Z2	шт.	16
Средний поперечный шаг труб	S1	мм	75
Средний продольный шаг труб	S2	мм	65
Средний относительный поперечный шаг труб	S1/d	-	2,344
Средний относительный продольный шаг труб	S2/d	-	2,031
Расположение труб	-	-	Коридорное
Характер взаимного движения сред	-	-	Смешанный ток
Длина трубы змеевика	l	м	32
Поверхность, примыкающая к стене	Fст X	м^2	14,364
Поверхность нагрева	H	м^2	245,987
Высота газохода на входе	a’	мм	2240
Высота газохода на выходе	a’’	мм	2240
Ширина газохода	b	мм	5400
Площадь живого сечения для прохода газов на входе	F’	м^2	7,5
То же на выходе	F’’	м^2	7,5
То же среднее	Fcp	м^2	7,5
Средняя эффективная толщина излучающего слоя	S	мм	146
Глубина газов.объема до пучка	lоб	мм	1000
Глубина пучка	ln	мм	840
Количество змеевиков, вкл. параллельно по пару	m	шт.	72
Живое сечение для прохода пара	f	м^2	0,0382

8.3.1) Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяют характкром взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей.Пароперегреватель парового котла Е-50-40 разделять на ступени неследует. Поверхность нагрева пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) l и числу труб в ряду (поперёк газохода) Z₁.В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) F_ст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S₁/d и е/d причём е/d  r/d =0,5  х=0,76.

Таким образом, поверхность нагрева определяем по формуле:

F_стх — поверхность, примыкающая к стенке: F_стх=18,90,76=14,364 м²

2. Глубину газового объёма до пучка каждой ступени и глубину пучка определяют по рекомендациям и четежу: l_об=1000 мм; l_п=495 мм

3. По средним значениям шагов для пароперегревателя и среднему диаметру находим эффективную толщину излучающего слоя:

2. Площади живого сечения для прохода газов на входе и выходе определяют для пароперегревателя в целом по формулам:

a— высота газохода;b— ширина газохода;

Площадь среднего живого сечения для прохода газов:

8.3.5) Площадь среднего живого сечения для прохода пара:

4. Составляем таблицу исходных данных поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя:

Таблица 8.2.

Наименование величины	Обозначение	Единица	Величина
Температура газов до п/п	^’’ф	С	1001.6
Температура газов за п/п	^’’пе	С	630.378
Температура пара в состоянии насыщения	tн	С	256
Температура перегретого пара	tпе	С	440
Средний удельный объем пара в п/п	ср	м^3/кг	0,0633
Тепловосприятие конвективное по балансу	Q^кпе	ккал/кг	1167,8
Средний объем газов в п/п (при пе^ср )	V^г	м^3/кг	8,37
Объемная доля водяных паров	rH20	-	0,07049
Суммарная объемная доля 3^хатомных газов	rп	-	0,2175
Массовая концентрация золы		кг/кг	0,01077

Средний удельный объём пара находят с использованием по удельным объёмам пара в состоянии насыщения и перегретого пара:

При Р_б=44 кгс/см²_н=0,046 м³/кг

При Р_пе=40 кгс/см²иt_пе=440С_пе=0,0806 м³/кг

Все остальные величины определены ранее.

5. Коэффициент теплопередачи определяют для пароперегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из таблиц.

Коэффициент теплопередачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:

1. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле:

Где _к—коэффициент теплоотдачи конвекцией;_л—коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке;--коэффициент тепловой эффективности поверхности;= 1;

Для определения _к—коэффициента теплоотдачи конвекцией от газов к стенке труб рассчитаем среднюю скорость газового потока:

При поперечном омывании коридорных пучков дымовыми газами коэффициент теплоотдачи конвекцией, отнесённый к полной расчётной поверхности, определяют по номограмме:

_н=58,5 ккал/м²ч^оС; добавочные коэффициенты: С_z=1; С_ф=0,922; С_s=1;

_к =_нС_zС_фС_s = 58,5110,922 = 53,937 ккал/м²ч^оС;

Для нахождения _лиспользуем номограммы и степень черноты продуктов горения ‘a’:

Для не запылённой поверхности kpS = (k_гr_n+k_зл_зл)Sp, где р = 1кгс/ см²; r_n=0,2175; S=0,146 м; р_nS = r_nS = 0,21750,146 = 0,031756;

По номограмме находим k_г= 2,85;k_зл= 8,2;

Для пользования номограммой необходимо знать температуру загрязнённой стенки рассчитываемой поверхности нагрева:

t_з=t_пе^ср+ (80100) = 348+ 90 = 438^оС;

По номограмме находим _н=132,2 ккал/м²ч^оС;

_л =_на =132,20,098= 12,986 ккал/м²ч^оС;

При расчёте пароперегревателя и экономайзера на величину _л необходимо ввести поправку, связанную с наличием газового объёма, свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

Где Т_к -- температура газов в объёме камеры, (К);l_об иl_п -- соответственно суммарная глубина пучка и суммарная глубина газового объёма до пучка, м; А – коэффициент: при каменных углей А=0,4

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару в пароперегревателе определяют по номограмме, при среднем значении давлений, температур и скорости пара:

При этой скорости пара С_d = 1,023;_н = 1233,3 ккал/м²ч^оС;₂ =_нС_d = 1233,31,023 = 1261,6659 ккал/м²ч^оС;

2. Коэффициент теплоотдачи:

В пароперегревателях с параллельно-смешанным током ,коэффициент определяют из номограммы 30[3] по безразмерным параметрамPиR, которые рассчитываем по формулам:

Где _б — полный перепад температур той среды, где он больше, чем перепад второй среды_м

По номограмме находим =0,99

6. Определим расчётную поверхность:

Невязка:

Невязка > 2%  вносим конструктивные изменения.

7. Найдем число петель змеевика, которое надо добавить:

Следовательно, добавляем к поверхности пароперегревателя 1 петлю змеевика. Поверочный расчёт выполнен.