2.4 Расчёт конвективных пароперегревателей

При проектировании и эксплуатации котельных установок чаще всего выполняется поверочный расчёт пероперегревателя. Задачей расчёта является определение температуры продуктов сгорания после пароперегревателя и выявление возможности при имеющейся поверхности нагрева пароперегревателя получить необходимую температуру перегретого пара. Если в результате расчёта выявится, что существующая поверхность нагрева пароперегревателя не обеспечит необходимой температуры перегретого пара, то должны быть разработаны соответствующие мероприятия и внесены коррективы в чертежи поверхности нагрева пароперегревателя. Последовательность расчёта пароперегревателя зависит от расположения его в газовом тракте котельного агрегата, способа регулирования температуры перегрева пара и схемы включения регулятора перегрева.

Для промышленных паровых котлов, как правило, применяют конвективные пароперегреватели, расположенные после фестона или первого конвективного пучка труб поверхности нагрева, для получения перегретого пара с температурой до 450ºС. Паровые котлы низкого давления обычно вырабатывают пар с температурой около 250ºС и не имеют регулятора перегрева.

Расчёт конвективного пароперегревателя, имеющего поверхностный или впрыскивающий пароохладитель, установленный врассечку, как показано на рисунке 6.14г, производится по частям. Сначала рассчитывается первая по ходу продуктов сгорания часть в приведённой ниже последовательности.

1) По имеющимся чертежам определяется площадь поверхности нагрева первой части пароперегревателя, относительный поперечный и продольный шаг труб , расположение труб (шахматное или коридорное), площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания и пара.

2) Выбираются основные расчётные параметры: температура продуктов сгорания на входе в пароперегреватель (берётся из расчёта предыдущей поверхности нагрева), давление, температура и энтальпия перегретого пара. При этом необходимо задаться тепловосприятием пароохладителя ∆i_ПО = (60…85) кДж/кг.

3) Задаются двумя температурами продуктов сгорания после первой части пароперегревателя, по которым в дальнейшем выполняется весь расчёт.

4) Для двух выбранных температур продуктов сгорания определяется теплота, отданная продуктами сгорания пару:

=359.1 (6.55)

где ∆α_ПП – присос воздуха в газоход пароперегревателя;

- количество теплоты (энтальпия), вносимое присасываемым в газоход воздухом при температуре воздуха t_В =30°С, кДж/кг или кДж/м³.

5) Вычисляется энтальпия пара на выходе из пароохладителя приравниванием теплоты, отданной продуктами сгорания, теплоте, воспринятой паром.

= 14031.06 кДж/кг (6.56)

где - энтальпия пара на выходе из пароохладителя, кДж/кг;

- энтальпия перегретого пара, берётся по давлению и температуре из таблиц водяных паров, кДж/кг;

В_Р – расчётный расход топлива определяется по формуле (5.25).