Тепловой котел конвективный пароперегреватель
 Скачать 0.53 Mb.
|
Расчет воздухоподогревателя I ступениИсходные данные: - поверхность нагрева -  =5050 м2;продольный и поперечный шаги -  =60 мм;  =42 мм;наружный диаметр труб -  =40 мм;проходное сечение для продуктов сгорания -  =11,8 м2;проходное сечение для воздуха -  =11,8 м2;расположение труб по ходу воздуха шахматное; температура воздуха перед воздухоподогревателем  =30оС;энтальпия воздуха на входе в воздухоподогреватель  =154,2 кДж/кг;температура дымовых газов на выходе из воздухоподогревателя  =  =150°С;энтальпия уходящих газов (  1238,1кДж/кг).На рисунке 3.3 приведена схема воздухоподогревателя первой ступени.  Температура воздуха на выходе из I ступени воздухоподогревателя принимается равной  =181°С.По таблице 2 находится энтальпия воздуха (  =936,7кДж/кг).Теплота, воспринятая воздухом в воздухоподогревателе  , (3.109)где  - отношение количества воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому рассчитываем по соотношению ; (3.110)(1,12+0,03+0,03/2)∙(936,7−154,2) = 911,6 кДж/кг. (3.111) Теплота, отданная газами  , (3.112)где  - энтальпия присасываемого воздуха.Определяется по таблице 2 по средней температуре присасываемого воздуха  . ; (3.113)(30+181)/2 = 106°С; (3.114) = 545 кДж/кг. (3.115)Из равенства уравнений (3.109) и (3.112) получится соотношение для расчёта энтальпии газов 911,6/0,99+1238,1−0,03∙545 = 2142,6 кДж/кг. (3.116) По таблице 2 по полученному значению энтальпии находится температура газов (  =256°С).Воздухоподогреватель является двухходовым теплообменником с перекрёстным движением нагреваемого воздуха относительно продуктов сгорания [2]. Для любой сложной схемы движения сред, если выполняется условие  , (3.117)то температурный напор рассчитывается по соотношению  , (3.118)где  ,  - средние температурные напоры.Температурные напоры рассчитываются по конечным температурам сред для всей поверхности при движении сред относительно друг друга по прямотоку и противотоку. ((150−30)+(256−181))/2 = 97,5°С; (3.119) ((256−30)+(150−181))/2 = 97,5°С; (3.120) Температурный напор равен = (97,5+97,5)/2 = 97,5°С. (3.121) Скорость газов, скорость воздуха, средние температуры газов и воздуха  ; (3.122) ; (3.123)(256+150)/2 = 203°С; (3.124) (30+181)/2 = 105,5°С; (3.125) 11,38∙5,7251∙(203+273) / (11,8∙273) = 9,6 м/с. (3.126) 11,38∙3,894∙1,12∙(105,5+273) / (11,8∙273) = 5,8 м/с. (3.127) Коэффициент теплоотдачи конвекцией от поверхности к обогреваемой среде (воздуху).  , (3.128)где  - коэффициент теплоотдачи конвекцией, который определяется по рисунку П6. Для  =40 мм и 5,8 м/с, = 62,8 Вт/(м2К); - поправка на число поперечных рядов труб по ходу газов ( =1);Относительные продольный и поперечный шаги труб  ,  . (3.129)При  ,  , (3.130)поправки равны:  - поправка на компоновку пучка, ( =1,05); - поправка на влияние физических параметров среды ( ).б2 = бк = 67∙1∙1,05∙1,1 = 72,53 Вт/(м2К). (3.131) Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к поверхности  , (3.132)где - коэффициент теплоотдачи конвекцией, определяется по рисунку П7.Для =40 мм и  =9,6 м/с, получается =29,8 Вт/(м2К); - поправка на влияние физических параметров среды ( =1,17); - поправка на влияние физических параметров среды принимается ( =1);бк = 29,8∙1,17∙1 = 34,9 Вт/(м2К). (3.133) Коэффициент теплопередачи излучением продуктов сгорания. Для воздухоподогревателя первой ступени принимается  =0, (3.134)поскольку средняя температура газов меньше 300°С (п. 7-34 [1]). Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке.  ; (3.135) 34,9 Вт/(м2К). (3.136)Коэффициент теплопередачи  , (3.137)где  - коэффициент эффективности использования поверхности воздухоподогревателя. Определяется по таблице П2 ( =0,9);k = 0,9∙34,9∙72,53/(34,9+72,53) = 21,2 Вт/(м2К). (3.138) Тепло, воспринятое воздухоподогревателем I ступени по условию теплопередачи  ; (3.139)Qт = 21,2∙5050∙97,5/(11,38∙103) = 917,3 кДж/кг. (3.140) Проверка правильности выполненного расчета осуществляется по соотношению  ; (3.141)ДQ = |911,6−917,3|/911,6∙100 = 0,6% ≤ 2%. (3.142) Расчёт закончен. |