Расчет ширмового пароперегревателя. Рекомендуется тепловосприятие ширм определять в целом для всей поверхности без разделения на отдельные ходы (по пару) или ступени (по газу)
Рекомендуется тепловосприятие ширм определять в целом для всей поверхности без разделения на отдельные ходы (по пару) или ступени (по газу). Обычно принимают шаг между ширмами Sш =550-700 мм. Отсюда число ширм в одной ступени по ширине газохода: Полученное значение принимают целым числом и желательно четным. Для обеспечения надежного охлаждения металла труб ширм обычно задаются следующими массовыми скоростями пара в ширмах: кг/м2с в паровых котлах электрической мощностью до 500МВт; кг/м2с - для газомазутных моноблоков МВт. Тогда общая площадь (в м2) проходного сечения пара (труб) на выходе из коллектора составит: где - расход пара через ширмы, кг/с; с учетом впрысков составит: при тогда число труб в ленте ширмы получим: где - число ходов пара в ширмах; при разделении ширм на крайние и средние =2, в остальных случаях =1, , - , внутреннее сечение трубы. Обычно число труб в ленте , в котлах большой мощности до 50 шт. Глубина ступени ширмы (по ходу газов) - при известном числе труб в ленте составит: , где продольный шаг труб в ленте ширмы – м; - наружный диаметр труб – м; - зазор между лентами – м. При наличии вслед за первой ступенью второй ступени ширм, ее расчет проводят аналогично. Теплота, полученная ширмами, прямым излучением из топки, определяется интенсивностью теплового потока в верхней части топки, величиной плоскости входного сечения ширм и конструктивной характеристикой ширм и определена по формуле: - коэффициент неравномерности тепловосприятия ; - коэффициент, учитывающий взаимный теплообмен между топкой и ширмами; - лучевоспринимающая поверхность ширм на входе; - угловой коэффициент ширм, его значение определяется глубиной ширм и шагом между ними: . Задаемся газов на выходе из ширм ; - для одноступенчатой ширмы при сжигании твердых топлив и мазута; - то же при сжигании газа. Для двухступенчатых ширм, указанные значение следует увеличить в 1,5 раза. Балансовое тепловосприятие по газовой стороне, зоны ширм будет составлять: - энтальпия газов на выходе из ширмового подогревателя Теплоприращение пара в ширмах определим по формуле: это позволяет найти энтальпию пара на выходе из ширм, если известна энтальпия на входе в ширмы. Для ширмовых пароперегревателей в горизонтальном газоходе при температурных напорах в поверхности 3000С и более можно достаточно определить средний температурный напор, как разность средних температур газов и пара: Скорость газов в ширмах определим по формуле: , где - коэффициент живого сечения газохода ширм, где d - наружный диаметр труб ширмы. Поверхность нагрева одной ступени ширм определяется как удвоенная плоскость, проходящая по осям труб: Тепловосприятие ширм от газового потока (в кДж/кг) определяют по уравнению конвективного теплообмена: , где k - коэффициент теплопередачи учитывает, как лучистый так и конвективный теплообмен газового потока с поверхностью труб. Далее производят сравнение принятого ранее значения Qш.б. и полученного Qш.т.. Относительное расхождение между ними: , если по модулю , то окончательное тепловосприятие ширм получают из выражения: При значении по модулю можно не уточнять значение температур газов и пара. Переизлучение тепловой энергии из топки через ширмы на последующую змеевиковую поверхность перегревателя составит: .
|