Пароперегреватель

 

1. Температура газов на входе в пароперегреватель J ' = 1051 °С

2. Теплосодержание газов на входе I' = 6343 кДж/кг

3. Температура насыщенного пара на входе в пароперегреватель

t' = t_н = 248,2 °С (при Р_б = 1,1Р_пе)

4. Теплосодержание насыщенного пара на входе в пароперегреватель

i' = i_нп = 2802 кДж/кг (табл.).

5. Температура пара за пароперегревателем t" = t_пе =420 °С

6. Теплосодержание перегретого пара на выходе из пароперегревателя i''= i_пе = 3268 кДж/кг (табл. по давлению Р_пе и температуре t_пе перегретого пара).

7. Тепловосприятие пароперегревателя по балансу ( = 63 кДж/кг – тепловосприятие в пароохладителе)

=

=33,33(3268 – 2802 + 63) / 10,3 = 1712 кДж/кг.

8. Теплосодержание газов за пароперегревателем

=

=6343 – 1712/0,9935 + 0,03·107 = 4623 кДж/кг.

9. Температура газов на выходе J" = 776 °С

10. Средняя температура газов

= (1051 + 776)/2 = 913, 5 °С.

11. Средняя температура пара

= (248,2 + 420)/2 = 334,1 °С.

12. Диаметр труб d = 28 мм с толщиной стенки δ = 4 мм

13. Расположение труб принимаем коридорное.

14. Относительные шаги труб пароперегревателя принимаем:
поперечный s₁ = 2,8;

продольный s₂ = 2,0.

15. Шаги труб:
поперечный s₁ = d s₁ = 28·2,8 =78,4 мм
продольный s₂ = d s₂=28·2 = 56 мм.

16. Количество параллельно включенных в коллектор змеевиков

= (8000 – 78,4)/78,4 = 101 шт.

17. Площадь, занятая трубами (h_ср – высота газохода в среднем

cечении, по чертежу),

F_з = Z₁d h_ср = 101·0,028 ·3,7 = 10,5 м².

18. Площадь поперечного сечения газохода (окна)

F_ок = h_ср b = 3,8·8 = 29,6 м².

19. Площадь живого сечения для прохода газов

F_жc = F_ок – F_з = 29,6 – 10,5 = 19,1 м².

20. Объем газов на 1 кг топлива V_г = 3,875 м³/кг

21. Объемная доля водяных паров = 0,175

22. Объемная доля трехатомных газов и водяных паров r_п = 0,304

23. Концентрация золовых частиц m_зл = 0,0547

24. Средняя скорость газов

=

=10,3·3,875·(913,5 + 273)/273·19,1 = 9,0 м/с.

25. Живое сечение для прохода пара параллельно включенных

змеевиков (m - число труб в змеевике, принимаем m = 2)

= 3,14·0,02²·101·2/4 = 0,063 м².

26. Удельный объем пара, при средних значениях давления и темпе-

ратуры пара в пароперегревателе = 0,0744 м³/кг

27. Средняя скорость пара

= 33,33 · 0,0744/ 0,063 = 39,4 м/с.

28. Коэффициент теплоотдачи конвекцией (рис. 7, с.176)

a_к = a_н C_z C_s C_ф =67,5∙1,0∙1,0∙1,05 = 70,88 Вт/(м² ·K)

29. Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару a₂ = 2050 Вт/(м² ·К)

30. Коэффициент загрязнения

для коридорных пучков труб e = 0,0043, (м² ·К)/Вт.

31. Температура загрязненной стенки (предварительно задаемся

значением = 25∙10³ Вт/м²)

=

=334,1+(0,0043+1/2050) ∙25∙10³ °С.

32. Эффективная толщина излучающего слоя

=

= 0.9∙ 0,028(4∙ 0,0784∙ 0,056/3,14∙ 0,028² – 1) = 0,15 м

33. Суммарная поглощающая способность трехатомных газов

P_n S = r_n Р S = 0,304∙ 0,015 = 0,05 м·Мпа.

34. Коэффициент поглощения лучей трехатомными газами

k_г = 9,7 1/(м·МПа)

35. Коэффициент поглощения лучей золовыми частицами

k_зл= 911/(м·МПа)

36. Оптическая толщина

kPS = (k_г r_n + k_зл m_зл)РS = (9,7·0,304 + 91·0,0547) ·0,16 = 1,27

37. Степень черноты продуктов сгорания = 0,72

38. Коэффициент теплоотдачи излучением (рис. 9, с.179)

α_л = α_н а = 165·0.72 = 118,8 Вт/(м² ·K).

39. Коэффициент тепловой эффективности y = 0,48.

40. Коэффициент теплопередачи

для коридорных пучков:

=

=(70,88 + 118,8) · 0,48/ (1 + (70,88 + 118,8)/2050) = 83,34 Вт/(м² ·K);

41. Температурный напор на входе газов (противоток)

Dt₁ = J' – t" = 1051- 420 = 631 °С.

42. Температурный напор на выходе газов (противоток)

Dt₂ = J'' – t' = 776 - 248,2 = 527,8 °С.

43. Средний температурный напор при противотоке

= (631 + 527,8)/ 2 = 579,4 °С.

44. Величина t₁ = J' – J'' = 1051 – 776 = 275 °С.

45. Величина t₂ = t" – t' = 420 – 248,2 = 171,8 °С.

46. Параметр = 171,8/(1051 – 248,2) = 0,21

47. Параметр = 275/171,8 = 1,6

48. Отношение прямоточного участка к полной поверхности

нагрева A=0,3(принимается).

49. Коэффициент пересчета от противоточной схемы y = 0,995

50. Средний температурный напор Dt = y Dt_прт= 0,995∙ 579,4 = =576,5 °С.

51. Необходимая поверхность нагрева

= 1712∙ 10,3∙ 10³ / 83,34∙ 576,5 = 367,02 м².

52. Поверхность нагрева одного змеевика

= 367,02/ 101∙ 2 = 1,82м ²

53. Длина одного змеевика

=1,82/3,14∙ 0,028 = 20,7 м.

54. Число рядов по ходу потока (округлить до целого числа)

= 20,7/3,7 = 6 шт.

55. Число петель = 6/2 = 3, принимаем Z = 4

56. Прямоточная часть Z_прм = АZ = 4∙ 0,3 = 2 шт.

57. Противоточная часть Z_прт = Z – Z_прм = 4 – 2 = 2 шт.