Тепловой котел конвективный пароперегреватель
 Скачать 0.53 Mb.
|
Расчет пароперегревателя ii ступени по ходу движения газовНа рисунке 3.2 приведена схема пароперегревателя второй ступени.  Исходными данными для расчёта II ступени пароперегревателя являются следующие данные: - температура продуктов сгорания на входе во вторую ступень пароперегревателя - 850°С; температура пара на выходе из второй ступени пароперегревателя - 387°С; теплосъём в поверхностном пароохладителе, принятый ранее - 150 кДж/кг; наружный диаметр труб dн =38 мм; поперечный шаг S1=95 мм; продольный шаг S2=75 мм; расположение труб - коридорное; живое сечение для прохода газов fг =23,3 м2; живое сечение для прохода пара fп =0,098 м2; температура пара на выходе из пароперегревателя II ступени по ходу газов  =387°С;энтальпия пара  =3020,6 кДж/кг;температура пара на входе в поверхностный пароохладитель равна температуре насыщения,  =324°С;теплосодержание пара по таблице XXIII [1];  =2687,9 кДж/кг.Так как на стороне насыщенного пара расположен поверхност - ный пароохладитель, то энтальпия пара на входе в пароперегреватель определяется по соотношению 8.08 [1]  ; (3.58) = 2687,9 - 150 = 2537,9 кДж/кг. (3.59)Теплота, воспринятая паром  ; (3.60)61,4/11,38∙(3020,6−2537,9) 2604,4 кДж/кг. (3.61) Температура газов на входе в пароперегреватель принимается равной температуре газов на выходе из пароперегревателя I ступени  = =850 0С.Энтальпия дымовых газов определяется по таблице 2 (  = =7060 кДж/кг).Энтальпия дымовых газов на выходе из пароперегревателя  ; (3.62)7060+0,03/2∙154,2−2604,4/0,99 = 4431,6 кДж/кг. (3.63) По найденной энтальпии (по табл. 2) находится температура дымовых газов на выходе из пароперегревателя (  =537°С).Температурный напор в пароперегревателе определяется по формуле  , (3.64)где  - большая разность температур сред; - меньшая разность температур сред. =537−324 = 213°С; (3.65) =850−387 = 463°С; (3.66)322,0°С. (3.67) Средняя температура газов  ; (3.68)(850+537)/2=693,5°С. (3.69) Скорость газов определяется по формуле  ; (3.70)11,38∙5,3294∙(693,5+273)/(23,3∙273) = 9,22 м/с. (3.71) Коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к стенке для коридорных гладкотрубных пучков  , (3.72)где  - коэффициент теплоотдачи конвекцией. Определяется по рисунку П1.При  =38 мм и  =9,22 м/с, =71,9 Вт/(м2∙К);CZ - поправка на число поперечных рядов труб по ходу газов (  =1);CS - поправка на компоновку пучка, для  ,  ; (3.73) ,  . (3.74) =1 - поправка на влияние физических параметров среды ( =0,98).71,9∙1∙1∙0,98 70,46 . Эффективная толщина излучающего слоя  ; (3.75) 0,18 м. (3.76)Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами (  ). Для нахождения этого коэффициента необходимо найти 0,2431×0,1×0,18=0,0044. (3.77)По рисунку П2 определяется =40 (м МПа)-1.Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами принимается равным нулю (п. 7-36) [1]. Суммарная оптическая толщина продуктов сгорания  ; (3.78)kpS =40∙0,2431×0,1×0,18=0,161. (3.79) Коэффициент теплового излучения газовой среды  ; (3.80),161. (3.81) Средняя температура пара  ; (3.82)tср= (324+387)/2 = 355,5°С. (3.83) Скорость пара  , (3.84)где  - удельный объем пара.При  =355,5°С и  =11,35 МПа, =0,0192м3/кг.61,4∙0,0192/0,098 = 12,0 м/с. (3.85) Коэффициент теплоотдачи конвекцией от поверхности к пару. Находится по рисунку П4,  , (3.86)где  - поправка на форму канала ( =0,95).Для =355,5°С и  = 12,0 м/с, =3100 Вт/(м2∙К).3100∙0,95 = 2945 Вт/(м2К). (3.87) Температура стенки труб пароперегревателя  , (3.88)где  - коэффициент загрязнения =0,0043 (м2∙К)/Вт; - средняя температура среды, протекающей в рассчитываемой поверхности; =355,5°С; - площадь поверхности нагрева.Поверхность этой ступени пароперегревателя может изменяться в зависимости от вида сжигаемого топлива в диапазоне от 780 до 1169 м2. При расчёте поверхности нагрева задаёмся её величиной, а затем уточняем принятое значение в процессе расчёта. Величина поверхности нагрева принимается равной =1600 м2.Температура стенки труб пароперегревателя ,5+(0,0043+1/2945)∙11,38∙(2604,4+0)∙1000/1600=441,4°С. (3.89) Коэффициент теплоотдачи излучением продуктов сгорания  , (3.90)где  - коэффициент теплоотдачи излучением, находится по рисунку П5. Для температуры стенки  =441,4°С =127,7 Вт/(м2∙К);127,7∙0,161 = 20,56 Вт/(м2∙К). (3.91) Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке  , (3.92)где  - коэффициент использования поверхности.Для пароперегревателя принимается 1.1∙(70,46+20,56) = 91,0 Вт/(м2К). (3.93) Коэффициент теплопередачи  , (3.94)где  - коэффициент тепловой эффективности. Определяется по таблице П2; =0,65.k = 0,65∙91,0∙2945/(91,0+2945) = 57,4 Вт/(м2К). (3.95) Необходимый размер поверхности нагрева пароперегревателя II ступени  ; (3.96)F = 2604,4∙11,38∙103/(57,4∙322,0) = 1603,5 м2. (3.97) Поскольку размер поверхность отличается от принятого раннее (1600 м2) менее, чем на 7%, то расчёт считается законченным. |