Назначение экономайзера кроется в самом его названии. Водяной экономайзер устанавливается на выходе из газоходов для забора энергии уходящих газов и пуска её во вторичный оборот. Это повышает эффективность котельной установки, а значит и её КПД.
В данном курсовом проекте используется чугунный водяной экономайзер системы ВТИ, он собирается из чугунных оребрённых труб различных длин, соединённых специальными фасонными частями – калачами.
Расчёт экономайзера производим с помощью Microsoft Excel, результаты сводим в таблицу 5.1.
По известным энтальпиям газов на входе H'вэ, кДж/м3, и выходе Hух, кДж/м3, определяем тепловосприятие экономайзера по уравнению теплового баланса. По формулая определяем температуру нагреваемой воды на выходе из экономайзера t''э, оС, среднюю разность температур Δtср, оС. Затем подставляем формулу скорости газов в экономайзере Wcp, м/с, такую площадь живого сечения FЭ, чтобы скосроть была в пределах 6-9 м/с. По формуле из площади живого сечения с помощью данных таблицы 5.2 определяем число труб в горизонтальном ряду m, шт. Далее для определения расчётной поверхности нагрева экономайзера FВЭ, м2, с помощью схемы 5.1 выясняется коэффициент теплопередачи для чугунных экономайзеров kэ, Вт/(м2⁰С). Высчитывается расчётная поверхность нагрева экономайзера.
| Таблица 5.1. Расчёт водяного экономайзера.
|
|
|
|
| Тепловосприятие экономайзера
| кВт
| QВЭ=Bpφ(H'ВЭ-Hух+ΔHв)
| 259,0
|
| | Коэффициент сохранения тепла
| -
| φ
| 0,98
|
| | Расчётный расход топлива
| м3/с
| Bp
| 0,21
|
| | Энтальпия газов на входе в экономайзер
| кДж/м3
| H'вэ
|
|
| | Энтальпия газов на выходе из экономайзера
| кДж/м3
| Hух
|
|
| | | кДж/м3
| ΔHв
| 38,46
|
| Температура воды на выходе из экономайзера
| ⁰С
| t''э=t'э+Qвэ/(cв*Dвэ)
| 121,5
|
| | Температура воды на входе в экономайзер
| ⁰С
| t'э
|
|
| | Теплоёмкость воды
| кДж/кг
| св
| 4,20
|
| | Количество воды, проходящей вечер экономайзер
| кг/с
| DВЭ
| 2,86
|
| | | Расход насыщенного пара
| кг/с
| DНП
| 2,78
|
| | | Расход продувочной воды
| кг/с
| DПР
| 0,08
|
| Средняя разность температур
| ⁰С
| Δtср=(θ'э+θ''э)/2-(t'э+t''э)/2
| 65,73
|
| | Температура газов на входе в экономайзер
| ⁰С
| θ¢'
|
|
| | Температура газов на выходе виз экономайзера
| ⁰С
| θ¢¢Э
|
|
| Средняя скорость газов в экономайзере
| м/с
| W=Bp*Vг(273+θэср)/273Fэ
| 4,61
|
| | Объёмы дымовых газов
| м3/м3
| Vг
| 10,96
|
| | Средняя температура газов в экономайзере
| ⁰С
| θэср
| 176,5
|
| | Живое сечение экономайзера
| м2
| Fэ=fэ*m
| 1,22
|
| | | Живое сечение для прохода газов
| м2
| fэ
| 0,152
|
| | | Число труб в горизонтальном ряду
| шт.
| m
|
|
| |
| Расчётная поверхность нагрева экономайзера
| м2
| Fвэ=Qвэ*1000/(kэΔtср)
| 262,7
|
| | Коэффициент теплопередачи
| Вт/(м2⁰С)
| kэ
|
|
| Число горизонтальных рядов
| шт.
| n=Fвэ/hэ*m
|
|
| | Поверхность нагрева одной трубы
| м2
| hэ
| 3,72
|
| Таблица 5.2. Основные данные некоторых ребристых труб экономайзера ВТИ.
|
| Длина трубы, мм
| Число ребер в трубе, шт.
| Масса одной трубы, кг
| Поверхность нагрева с газовой стороны hВЭ, м2
| Живое сечение для прохода газов fВЭ, м2
|
|
|
| 83,6
| 3,72
| 0,152
|
Схема 5.1. Коэффициент теплопередачи для чугунных экономайзеров.
