Расчет радиационного пароперегревателя

Уравнение теплового баланса для радиационного пароперегревателя /1/

.

Расход пара через радиационный перегреватель

,

где Д_пе = 91,67 кг/с – паропроизводительность котла /2/;

= (0,05-0,08)∙Д_пе = 0,05∙91,67 = 4,58 кг/с – количество конденсата, впрыскиваемого в пароохладители, установленные по ходу пара после радиационной ступени /1/.

= 91,67 – 4,58 = 87,08 кг/с.

B_р = 10,227 кг/с - расчетный расход топлива /2/.

Энтальпия пара на входе в радиационный перегреватель = 2702 кДж/кг. Она принимается равной энтальпии сухого насыщенного пара при давлении в барабане

P_б = 11,172 МПа, так как радиационная ступень является первой по ходу пара.

Этой энтальпии и давлению соответствует температура равная =319 ⁰C.

Тепловая нагрузка 328,82∙y_в∙ψ,

где y_в = 0,8 – коэффициент распределения тепловосприятия по высоте топки /1/;

ψ = ψ_эк = 0,45 – коэффициент тепловой эффективности поверхности нагрева радиационного пароперегревателя /1/.

q_р.пе = 328,82∙0,8∙0,45 = 118,38 кВт/м².

Лучевоспринимающая поверхность радиационного перегревателя F_л.р.пе = F_р.пе∙x_р.пе, где x_р.пе = 1 – угловой коэффициент (панель выполняется газоплотной). Поверхность стен топочной камеры, занятых перегревателем, F_р.пе определяется следующим образом

F_р.пе = a_р.пе∙l_р.пе,

где a_р.пе = a_т = 8 м – ширина участка стены топки, занятой радиационным пароперегревателем;

l_р.пе = – обогреваемая средняя длина труб радиационного пароперегревателя /1/.

F_р.пе = a_р.пе∙l_р.пе = 8∙10 = 80 м².

Из уравнения теплового баланса находится энтальпия пара на выходе из радиационной ступени

Тогда приращение энтальпии пара в радиационной ступени равно

Δh_р.пе = – = 2810 – 2702 = 108 кДж/кг.

Радиационная ступень пароперегревателя выполняется из труб диаметром d = 60 мм с толщиной стенки пять миллиметров и внутренним диаметром d_вн = 50 мм. Между трубами вваривается полоса шириной 20 мм и толщиной семь миллиметров. Не смотря на то, что температура стенки трубы относительно низкая, материал этой ступени выбирается 12Х1МФ для надежной работы при растопке котла. Шаг S равен 80 миллиметров.

Живое сечение для прохода потока пара находится по формуле

,

где w∙ρ = 1700 кг/(м²∙с) – массовая скорость пара /1/.

м².

Проходное сечение одной трубы м².

Количество труб, включенных параллельно по пару

z_пот = f_пот/f₀ = 0,051/0,00196 = 26,09≈26.

Ширина стены, занимаемая трубами потока

a_пот = z_пот∙S = 26∙0,08 = 2,06 м.

Число ходов пара в ступени

n_ход = a_р.пе/a_пот = 8/2,06 = 3,86 4