Добавил:
ajieiiika26@gmail.com Делаю контрольные работы, курсовые, дипломные работы. Писать на e-mail. Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

75 группа 2 вариант / Котельные установки и парогенераторы / Часть 3 / Ushakov_S_G__Muromkin_Yu_N__Shelygin_B_L_Teplovoy_poverochno-konstruktorskiy_raschet_kotlov_s_estestvennoy_tsirkulyatsiey

.pdf
Скачиваний:
193
Добавлен:
18.01.2018
Размер:
2.78 Mб
Скачать

Необходимо иметь в виду, что всегда iпр a i ; b – ширина газохода (между

обмуровкой боковых стен), м; z1i – число труб в ряду для рассматриваемого се-

чения; di – наружный диаметр труб соответствующей ступени, м.

Площадь среднего живого сечения для прохода газов перегревателя в целом получают усреднением живых сечений ступеней по формуле, м2:

F

ср H1

H2 .

(8.7)

 

 

H1

 

H2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Fср

 

Fср

 

 

1

2

 

 

 

Площадь среднего живого сечения для прохода пара для каждой ступени определяют по формуле, м2:

fi mi

di2вн

.

(8.8)

4

Среднее его значение fср для перегревателя в целом рассчитывают по формуле, аналогичной (8.7).

8.3. Составляют табл. 8.2.

Средний удельный объем пара находят с использованием табл. V, VII по удельным объемам пара в состоянии насыщения vн при давлении в барабане Рб и перегретого пара vпе при его температуре tпе и давлении после пароперегревателя Рпе по формуле, м3/кг:

v

 

vн vпе

.

(8.9)

ср

2

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 8.2

Таблица исходных данных для поверочно-конструкторского теплового расчета пароперегревателя

 

Наименование величин

Обозна-

Размер-

Вели-

 

чение

ность

чина

 

 

Температура газов до пароперегревателя

ф

С

 

 

 

 

 

Температура газов за пароперегревателем

пе

С

 

Температура пара в состоянии насыщения

t н

С

 

(табл. V)

 

 

 

 

 

Температура перегретого пара

t пе

С

 

Средний удельный объем пара в пароперегревателе

vср

м3/кг

 

Тепловосприятие конвективное по балансу

Q пек

ккал/кг

 

Средний объем газов в пароперегревателе

vг

м3/кг

 

при

ср

3 3

 

пе

 

 

(м /м )

 

Объемная доля водяных паров

rH

O

-

 

 

 

2

 

 

 

Суммарная объемная доля трехатомных газов

rп

-

 

Массовая концентрация золы в газоходе

 

 

кг/кг

 

Примечание. Все остальные величины были определены ранее.

8.3.1. Коэффициент теплопередачи определяют для перегревателя в целом по средним значениям необходимых величин из табл. 8.1, 8.2 в соответствии с формулами (10.4) или (10.6).

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке для всех схем пароперегревателей определяют по формуле (10.9), соответствующим рисункам из разд. 10 и поправкам на об и п, рекомендованным в разд. 10. Средняя температура газов,

С:

"ф "пе / 2.

 

Коэффициент теплоотдачи от стенки к потоку пара 2 определяют по ре-

комендациям п. 10 при средних значениях давления (Рбпе)/2,

температуры

(tн + tпе)/2 и скорости пара, м/с:

 

w пср

vср Dпе

.

(8.10)

 

 

3600 f ср

 

8.3.2. Температурный напор определяют в целом для всего пароперегрева-

теля по формулам (10.22), (10.26).

Рекомендуемый в курсовом проекте метод определения среднего температурного напора для перегревателя в целом значительно сокращает объем расчетов (по сравнению с расчетом по ступеням), а вносимая при этом погрешность (в основном, за счет изменения температуры пара в пароохладителе, установленном между ступенями) не оказывает серьезного влияния на результат теплового расчета.

Таким образом, на границах поверхности перегревателя в целом определяют больший и меньший температурные напоры (как для чистого противото-

ка)

t

ф t пе

и t

пе t н . Из значений t и

t выбирают большие и мень-

шие

 

tб и tм, и ведут расчет по указанным выше формулам.

 

Поправочный коэффициент

в формуле (10.26) определяют по номограм-

ме 10 или 11.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.3.3. В пароперегревателях с последовательно-смешанным током (рис. 8.1,

8.5) величину

определяют из номограммы 10 по безразмерным параметрам A,

P, R. Указанные параметры рассчитывают по формулам:

 

 

 

 

A

 

Hпрм

,

 

 

(8.11)

 

 

 

 

 

H

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

t пе

t н

 

 

 

 

 

 

 

ф

t н ,

(8.12)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

 

ф

 

пе

,

(8.13)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t пе

 

t н

 

где Hпрм – поверхность нагрева прямоточной ступени пароперегревателя, м2;

Н– суммарная поверхность нагрева пароперегревателя, м2.

Впароперегревателях с параллельно-смешанным током (рис. 8.2, 8.3, 8.4)

коэффициент определяют по номограмме 11 по безразмерным параметрам Р и R , которые рассчитывают по формулам:

P

 

 

м

,

(8.14)

 

ф t н

R

 

б

,

 

(8.15)

 

 

 

м

где б – полный перепад температур той среды, где он больше, чем перепад

температур второй среды м, °С. Их выбирают из ( фпе ) и (tпе – tн). На рис. 8.2 и 8.4 один ход многоходовой среды пара противоточный, а другой –

прямоточный; на рис. 8.3 оба хода многоходовой среды пара противоточные по отношению к газам.

8.4. Определяют расчетную поверхность пароперегревателя по уравнению теплопередачи (10.1), м2:

H р

Qпек

Bр

(8.16)

k

t

 

 

и сравнивают с исходной поверхностью, изображенной на чертежах, эскизе и указанной в табл. 8.1.

Если невязка между этими поверхностями нагрева не превышает 2 %, то никаких конструктивных изменений не вносят.

Если невязка

Hр

H

100

> 2%, то необходимо соответственно увели-

Hр

 

 

 

 

 

чить или уменьшить число петель змеевика, как правило, в выходном газоходе пароперегревателя, но так, чтобы не ухудшить омывание труб газами (в пароперегревателе, изображенном на рис. 8.4, увеличение поверхности пароперегревателя допустимо добавлением одной петли в выходном газоходе и увеличением, в разумных пределах, длины петель в этом газоходе). Необходимо отметить, что по соображениям полноты омывания газами при увеличении числа петель в перегревателях на рис. 8.1, 8.4, 8.5 их не следует выдвигать из горизонтального газохода в поворотную камеру более чем на треть глубины конвективной шахты. Если в указанных габаритах конструктивная поверхность не размещается, ее развивают в конвективной шахте.

Следует иметь в виду, что в "сдвоенной" петле змеевиков четыре ряда труб

– для перегревателей на рис. 8.1, 8.2, 8.3, 8.4 и два ряда – на рис. 8.5. Поэтому число петель n, которое необходимо разместить дополнительно или, наоборот, удалить, определяют по формулам:

для пароперегревателей на рис. 8.1, 8.2, 8.3, 8.4

n

Hр

H

,

(8.17)

4 d zi a

 

 

 

 

 

i 1 i

 

 

а для пароперегревателя на рис. 8.5

n

Hр

H

,

(8.18)

2 di zi ai

 

 

 

где di, z1i, ai – соответственно наружный диаметр труб, м; число труб в ряду; высота газохода (м) в той ступени пароперегревателя, поверхность которой из-

меняют.

Полученное число n округляют до ближайшего целого n.

Следует иметь в виду, что n должно быть числом целым, поэтому выполненная конструктивная поверхность Hкр может немного не совпадать с расчетной Нр. Изменения в компоновке пароперегревателя изображают на чертеже.

9.ПОВЕРОЧНО-КОНСТРУКТОРСКИЙ РАСЧЕТ ХВОСТОВЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ НАГРЕВА

9.1.Задачи расчета

При выполнении курсового проекта принимают последовательную компоновку хвостовых поверхностей нагрева, т.е. по ходу газов размещены одна ступень водяного экономайзера и одна ступень воздушного подогревателя.

Целью поверочно-конструкторского расчета водяного экономайзера и воздушного подогревателя является определение их расчетных поверхностей нагрева при известных тепловосприятиях (из п.7) и заданных чертежами конструктивных размерах и характеристиках. Решением уравнения теплопередачи определяют требуемые (расчетные) величины поверхности нагрева экономайзера и воздухоподогревателя, сравнивают их с заданными по чертежам и принимают решение о внесении конструктивных изменений в соответствующие поверхности нагрева.

Расчет хвостовых поверхностей нагрева проводят в той же последовательности, что и пароперегревателя.

ПРИМЕЧАНИЕ. При компоновке, полученной по расчету поверхности нагрева, не рекомендуется вносить изменения в площадь живых сечений для прохода газов в хвостовых поверхностях нагрева и площадь живого сечения для воды в водяном экономайзере. В случае необходимости этих корректировок рекомендации следует получить у руководителя.

9.2. Расчет водяного экономайзера

С использованием ранее выполненных расчетов (разд. 2, 7) для теплового расчета экономайзера составляют таблицу исходных данных (табл. 9.1).

Предварительно определяют тип водяного экономайзера (кипящий или некипящий) по значению энтальпии рабочий среды за экономайзером iэк .

9.2.1. Энтальпию и температуру воды за водяным экономайзером определяют из уравнения теплового баланса по рабочему телу (воде), ккал/кг (ккал/м3):

Q = Dэк/Bр·(h”эк – h’эк)

(9.1)

где Dэк – расход воды через экономайзер, кг/ч; при поверхностных пароохлади-

телях, включенных по воде до водяного экономайзера Dэк = Dпе = D; hэк

– эн-

тальпия воды после водяного экономайзера, ккал/кг; hэк

– энтальпия воды пе-

ред экономайзером, ккал/кг.

 

При указанной схеме включения пароохладителя, ккал/кг:

h’эк = hпв + hпо·Dпе/Dэк.

(9.2)

 

 

 

 

Таблица 9.1

Таблица исходных данных для теплового расчета экономайзера

 

 

 

 

 

 

Наименование величин

Обозна-

Размер-

 

Величина

чение

ность

 

 

 

 

 

Температура газов до экономайзера

пе

С

 

 

 

Температура газов за экономайзером

эк

С

 

 

 

Температура питательной воды

tпе

С

 

 

 

Давление питательной воды перед экономайзе-

Рэк

кгс/cм2

 

 

 

ром

 

 

 

 

 

 

Энтальпия питательной воды

hпе

ккал/кг

 

 

 

Тепловосприятие по балансу

Qэкб

ккал/кг

 

 

 

Объем газов при среднем избытке воздуха

Vг

м3/кг

 

 

 

3 3

 

 

 

 

 

 

(м /м )

 

 

 

Объемная доля водяных паров

rH

O

-

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

Суммарная объемная доля трехатомных газов

rп

-

 

 

 

Массовая концентрация золы в газоходе

 

 

кг/кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ПРИМЕЧАНИЕ. Давление воды перед водяным экономайзером для паровых котлов среднего давления Рэк= 1,08 Рб. Температуры

пе и эк определены в разд. 7.

Поскольку Dэк = Dпе, то Dэк Dпе = 1; величину

hпо берут такой же, как при

расчете по формуле (7.1).

 

 

 

 

 

Из уравнения (9.1), энтальпия воды за экономайзером, ккал/кг:

h"эк

h'эк

Qэк

Bр

.

(9.3)

Dэк

 

 

 

 

По таблицам термодинамического состояния воды по hэк и Рэк (табл.VI) определяют температуру воды перед экономайзером tэк , а по hэки Рб – температуру воды после экономайзера tэк .

Если окажется, что hэкбольше энтальпии воды в состоянии насыщения (при давлении Рб), то tэк= tн. В этом случае часть воды в экономайзере превратится в пар (экономайзер – кипящего типа). При этом паросодержание на выходе из экономайзера определяют по формуле, %:

x

h"эк

h'

100,

(9.4)

r

 

 

 

 

 

где r, ккал/кг – теплота парообразования при давлении Рб (табл. V).

Если определенная по (9.3) энтальпия hэкокажется меньше энтальпии воды в состоянии насыщения hпри давлении в барабане, то в проекте рассчитывается экономайзер некипящего типа (tэк < tн).

9.2.2. По чертежам парового котла составляют эскиз экономайзера в двух проекциях на миллиметровой бумаге в масштабе 1:25, 1:40 или 1:50 (по согласованию с руководителем), на котором указывают все конструктивные размеры поверхности. Пример эскиза приведен на рис. 9.1. Следует учесть, что в эконо-

майзере парового котла БГ-25-15 ГМ для каждого ряда труб установлен свой коллектор.

9.2.3.По чертежам и эскизу составляют табл. 9.2 конструктивных размеров

ихарактеристик экономайзера, определяют исходные площади живых сечений для прохода газов и воды.

Суммарную глубину газовых объемов до пучков (пакетов) и суммарную глубину пучков труб определяют по рекомендациям по п. 10.2.6 и рис. 10.1.

Поперечный шаг (в ряду) труб s1 для всего экономайзера одинаков; средний продольный шаг определяют по формуле, м:

s2

п

 

,

(9.5)

z2

 

 

1

 

где п – суммарная глубина пучков труб, м.

Площадь живого сечения для прохода газов в экономайзере при поперечном омывании его газами определяют по формуле, м2:

Fг = a b – z1 d пр ,

(9.6)

где пр – длина проекции ряда труб на плоскость сечения, м.

Площадь живого сечения для прохода воды рассчитывают по формуле, м2:

d 2

f m вн . (9.7)

4

При сжигании твердых топлив проверяют скорость продуктов горения на входе в экономайзер, которая не должна превышать максимально допустимых значений скорости газов на входе в экономайзер по условиям абразивного износа труб. Скорость газов на входе в экономайзер определяют по формуле, м/c:

Wгвх

Bр Vгпе

 

пе

273

,

(9.8)

3600 Fг

 

273

 

 

 

 

 

где Vг пе – объем газов при пе (табл. 2.1), м3/кг (м33).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Газы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Газы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

l1

 

 

 

 

 

 

 

 

Ø

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.s

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s1 / 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

lпр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s1 (z1 1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s1

 

 

 

 

 

Изображается в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

масштабе 1:1 (1:2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s (z 1) 2 2

s 2

d / dвн

'

 

"

 

'

 

 

 

 

эк

 

t эк

 

эк

 

 

 

t"эк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 'эк

 

 

 

 

t 'эк

 

 

"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

"

 

 

 

 

 

эк

 

 

эк

 

 

 

 

б)

t эк

t прт

a)

t эк

 

 

 

 

tпрт

 

 

( по номогр.11)

Рис. 9.1. Эскиз водяного экономайзера

 

 

 

Таблица 9.2

Конструктивные размеры и характеристики экономайзера

 

 

 

 

 

Наименование величин

Обозначение

Размер-

Величина

ность

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Наружный диаметр труб

d

м

 

 

Внутренний диаметр труб

dвн

м

 

 

 

 

 

 

 

Число труб в ряду

z1

шт.

 

 

Число рядов по ходу газов

z2

шт.

 

 

Шаг труб:

 

 

 

 

поперечный

s1

м

 

 

продольный

s2

м

 

 

относительный поперечный

s1/d

-

 

 

относительный продольный

s2/d

-

 

 

Расположение труб (шахматное, кори-

-

-

 

 

дорное)

 

 

 

 

 

 

Характер взаимного движения сред

-

-

 

 

Длина горизонтальной части петли

1

м

 

 

змеевиков (от гиба до гиба, рис.9.1)

 

 

 

 

 

 

Длина проекции одного ряда труб на го-

пр

м

 

 

ризонтальную плоскость сечения

 

 

 

 

 

 

Длина трубы змеевика

 

м

 

 

Поверхность нагрева ЭКО (по чертежу)

Hэк.ч

м2

 

 

Глубина газохода

a

м

 

 

Ширина газохода

b

м

 

 

Площадь живого сечения для прохода

Fг

м2

 

 

газов

 

 

 

 

Эффективная толщина излучающего

S

м

 

 

слоя

 

 

 

 

 

 

Суммарная глубина газовых объемов до

об

м

 

 

пучков

 

 

 

 

 

 

Суммарная глубина пучков труб

п

м

 

 

Количество змеевиков, включенных па-

m

шт.

 

 

раллельно по воде

 

 

 

 

 

 

Живое сечение для прохода воды

f

м2

 

 

Таблица 9.3

Максимально допустимые скорости газов при сжигании различных топлив

 

Допустимая величина

Топливо

 

 

Wгвх , м/с

 

 

s1

= 2,5

 

s1

= 4

 

 

 

 

 

d

 

d

 

 

 

 

 

Подмосковный бурый уголь

 

 

8,8

 

7,8

Челябинский бурый уголь

10,0

 

9,0

Экибастузский каменный уголь

 

 

7,0

 

6,0

Кизеловский каменный уголь

10,5

 

9,5

Прочие твердые топлива

 

 

Не более 14

 

Если при проверке скорость газов на входе в экономайзер окажется выше допустимой, то по согласованию и рекомендациям руководителя следует изменить площадь живого сечения для прохода газов за счет уменьшения числа труб в ряду z1. Одновременно следует изменить число параллельно включен-

ных по воде труб m, т.к. m = 2 z1.

С использованием формулы (9.6) по измененному значению z1 рассчитывают площадь живого сечения по газам Fг и определяют новое значение скорости газов, которое не должно превышать величин, указанных в табл. 9.3.

По измененному значению m с использованием формулы (9.7) рассчитывается новое значение площади живого сечения для прохода воды и проверяется скорость воды на входе в водяной экономайзер по формуле, м/с:

W'

 

Dэк vпв

,

(9.9)

пв

 

 

3600 f

 

 

 

 

где vпв– удельный объем питательной воды на входе в экономайзер, взятый по

табл. VI при tэки Pэк , м3/кг.

Для смывания пузырьков воздуха и газов с внутренней поверхности труб, в

некипящих экономайзерах необходимо, чтобы

Wпв 0,5 м/с, а в кипящих для

устойчивого движения пароводяной смеси Wпв

1 м/с. Экономайзеры выполня-

ют конструктивно как некипящие, если tн – tэк

30°С, т.к. в противном случае в

некоторых эксплуатационных условиях вода в экономайзере может закипеть. Если скорости воды будут меньше требуемых, то или уменьшают число параллельно включенных труб по воде, или изменяют схему движения воды по рекомендации руководителя с последующей корректировкой расчета.

После проверки величин Wгвх и Wпв уточненные значения характеристик z1, m, Fг, f записываются в табл. 9.2.

9.2.4. Поверхность нагрева экономайзера определяют по формуле:

Н = ·d· ·m,

(9.10)

(для парового котла БГ-25-15 ГМ Н =2·

·d· ·m),

где – длина змеевика, определяемая с использованием длины горизонтальной части одной петли 1, м (табл. 9.2): = 1·z2/2 + (z2/2 – 1)·s2.

9.2.5. Коэффициент теплопередачи для экономайзера в целом определяют по средним знамениям необходимых величин из табл. 9.1, 9.2 и в соответствии с формулой (10.3) или (10.5).

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке определяют по формуле (10.9), соответствующим номограммам и поправкам на об и п. Для подсчета средней скорости газов по формуле (10.10) в экономайзере необходимо знать

их среднюю температуру

пе

эк

и средний объем дымовых газов Vг

 

2

 

 

 

(табл. 2.1).

 

 

 

9.2.6. Температурный напор

для экономайзера с движением сред по

рис. 9.1,а) определяют по формуле (10.22). На границах поверхности для случая чистого противотока находят больший и меньший температурные напоры меж-

ду средами t = пе – tэк и t = эк – tэк , из которых выбирают большее tб и меньшее tм значения.

Для экономайзеров со схемой движения сред, показанной на рис. 9.1,б (например, парового котла типа БГ-25-15 ГМ или других котлов), по согласованию с руководителем температурный напор определяют по формуле (10.26), причем

поправочный коэффициент

находят по номограмме 11, где

 

 

 

 

 

 

P

 

м

, R

б

,

 

 

 

,

 

t

 

t

 

или

 

t

 

t

 

.

 

 

 

б

пе

эк

м

эк

эк

м

усл

эк

 

 

tэк

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пе

м

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для кипящего экономайзера участок поверхности с постоянной температурой рабочего тела (tн) характеризуется меньшим температурным напором и потому определение tпо указанной разнице температур, привело бы к завышению температурного напора для экономайзера в целом и неоправданному уменьшению его расчетной поверхности нагрева. Чтобы избежать этой ошибки, если х 30 %, определяют условную температуру воды после экономайзера tусл (которая физически не существует), С:

t у сл

t

 

h"эк

h'

,

(9.11)

н

2

 

 

 

 

 

 

 

и находят t= пе– tусл, C. В этом случае средняя температура воды в форму-

лах (10.17) и (10.18) равна t срэк

t эк t усл

.

2

 

 

Если паросодержание после водяного экономайзера x > 30 %, то температурный напор следует определять раздельно для кипящей и некипящей его частей (по согласованию с руководителем).

9.2.7. Расчетную поверхность экономайзера определяют по уравнению теплопередачи (10.1), м2:

Hр

Qэк

Bр

(9.12)

k

t

 

 

и сравнивают с изображенной на чертежах, эскизе и указанной в табл. 9.2.

Если невязка ±(Hр-H)/Hр·100 % между этими поверхностями нагрева не превышает ± 2%, то не вносят никаких конструктивных изменений.