Водяной экономайзер

 

1. Температура газов на выходе из водяного экономайзера J"=324°С

2. Энтальпия газов I'' = 1848 кДж/кг (из расчета ВП 1-й ступени).

3. Температура газов на входе в экономайзер J' = 776 °С

4. Энтальпия газов на входе в экономайзер I' = 4623 кДж/кг

5. Температура питательной воды t_пв = 145 °С (по заданию).

6. Энтальпия питательной воды i_пв = 613,5 кДж/кг

(при = 4,2 МПа).

7. Энтальпия воды на входе в водяной экономайзер = 613,5 + 63∙33,33/34,33 = 674,7 кДж/кг

где = 33,33 + 1,0 = 34,33, кг/с.

8. Температура воды на входе в водяной экономайзер

t_в' = 159 °С

9. Тепловосприятие экономайзера по балансу

Q_б = φ (I' - I'' + Da_вэ ∙ I^о_хв) = 0,9935 (4623 –1848 + 0,02∙107) =

= 2759 кДж/кг

10. Энтальпия воды на выходе из водяного экономайзера

= 674,7 + 10,3∙2759 / 34,33 = 1502 кДж/кг.

11. Температура воды на выходе t_в'' = 253,3 °С

12. Средняя температура газов

= (776 + 324) / 2 = 550 °С.

13. Средняя температура воды

= (159 + 253,3) / 2 = 206,15 °С.

14. Диаметр труб d = 38 мм

15. Относительные шаги труб принимаем:
поперечный s₁ = 2,2;
продольный s₂= 1,5

16. Шаги труб:
поперечный s₁ = d s₁ = 2,2 ∙38 =84 мм
продольный s₂ = d s₂= 1,5 ∙ 38 = 57 мм

17. Число труб в одном ряду

= (2288 – 84) / 84 = 27 шт

18. Площадь живого сечения для прохода газов (а_ш и b_ш - глубина и

ширина конвективной шахты)

F_жс = a_ш b_ш – Z₁ d l_тр = 2,288∙8 – 27∙0,038∙7,9 = 10,2 м²,

где l_тр = b_ш – 0,1 = 8 – 0,1 = 7,9 м.

19. Объем газов на 1 кг топлива V_г = 3,944 м³/кг

20. Скорость газов

= 10,3 ∙ 3,944 ∙ (550 + 273) /273 ∙ 10,2 = 12 м/с.

21. Объемная доля водяных паров = 0,172

22. Объемная доля трехатомных газов и водяных паров r_п =0,3

23. Концентрация золовых частиц m_зл = 0,0538

24. Коэффициент теплоотдачи конвекцией

a_к = a_н С_z С_s C_ф = 100∙1,0∙0,97∙0,97 = 94,1 Вт/(м² ·К).

25. Эффективная толщина излучающего слоя

= 0,9∙0,038∙(4∙0,084∙0,057/3,14∙0,038² - 1) = 0,11 м².

26. Суммарная поглощающая способность трехатомных газов

P_nS = r_n РS = 0,3 ∙ 0.1 ∙ 0,11 = 0,0033 м ·МПа.,

где Р = 0,1 МПа – давление в газоходах котельного агрегата.

27. Коэффициент ослабления лучей трехатомными газами

k_г = 40 1/(м·МПа).

28. Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами

k_зл = 115 1/(м·МПа).

29. Оптическая толщина

= (40∙0,3 + 115∙0,0538) 0,011 =

= 0,2

30. Степень черноты a = 0,15

31. Температура загрязненной стенки

= 206,15 + 25 = 231,15 °С.

32. Коэффициент теплоотдачи излучением

a_л = a_н a = 100∙0.15 = 15 Вт/(м² ·К).

33. Температурный напор на входе газов

Dt_б = J' ‑ t''_в = 776 – 253,3 = 522,7 °С.

34. Температурный напор на выходе газов

Dt_м = J" ‑ t'_в = 324 – 159 = 165 °С.

35. Средний температурный напор

= (522,7 - 165)/ ln(522,7/165) = 310,2 °С.

36. Коэффициент использования поверхности нагрева x = 1.

37. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке

a₁ = x (a_к + a_л) = 1∙(94,1 + 15) = 109,1 Вт/(м² ·К).

38. Коэффициент тепловой эффективности y =0,79 (рис. 14, с.183).

39. Коэффициент теплопередачи

k = y a₁ = 0,79∙109,1 = 86,2 Вт/(м² ·К).

40. Необходимая поверхность нагрева

= 2759∙10,3∙10³ / 86,2∙310,2 = 1063 м² .

41. Длина одного змеевика

= 1063 / 3,14∙0,038∙27 = 330 м.

 

 

42. Число рядов по ходу потока

= 330 / 7,9 = 42 шт.

43. Число петель

= 42/2 = 21 шт.

44. Шаг одной петли

S_пет = 2 s₂ = 2∙57 = 114 мм.

45. Высота пакета экономайзера

h_эк = Z_пет S_пет · 10^-3 = 21∙114∙10^-3 = 2,39 м.