Расчёт хвостовых поверхностей нагрева
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Конструктивные размеры а также расчёты ступеней хвостовых поверхностей нагрева представлены в таблицах 7.1 – 7.6
На рис. 5 прежставлена схема хвостовых поверхностей нагрева
Рис. 5 схема хвостовых поверхностей нагрева
ТАБЛИЦА 7.1 Конструктивные размеры и характеристики стального трубчатого экономайзера (ступени).
| Показатели | Еди-ница | Ступень | ||
| Наименования | Обозначение | I | II | |
| Диаметр труб : | ||||
| наружный | d | м | 28 | 28 |
| внутренний | dвн | м | 22 | 22 |
| Кол-во труб в ряду | Z1 | шт. | 16 | 14 |
| Кол-во рядов труб | Z2 | 26 | 32 | |
| Расчетна площадь поверхности нагрева | H | м2 | 236 | 230 |
| Расположение труб | - | - | ш | ш |
| Шаг труб : | ||||
| поперек движения газов | S1 | м | 70 | 90 |
| Вдоль движения газов | S2 | м | 50 | 50 |
| Относительный шаг труб : | ||||
| поперечный | S1/d | - | 2.5 | 3.21 |
| продольный | S2/d | - | 1.79 | 1.79 |
| Размер сечения газохода Поперек движения газов | А | м | 5.72 | 5.72 |
| В | м | 1.12 | 1.215 | |
| Площадь живого сечения для прохода газов | F | м2 | 6.41 | 6.98 |
| Кол-во параллельно включенных труб (по воде) | Z0 | шт. | 32 | 28 |
| Площадь живого сечения для прохода воды | f | м2 | 0.0122 | 0.011 |
ТАБЛИЦА 7.2 Воздухоподогреватель
| Показатели | Еди-ница | Ступень | ||
| Наименования | Обозначение | I | II | |
| Диаметр труб : | ||||
| наружный | d | м | 40 | 40 |
| внутренний | dвн | м | 37 | 37 |
| Длина труб | l | м | 5.514 | 2.525 |
| Кол-во ходов по воздуху | n | м | 3 | 1 |
| Кол-во труб в ряду поперек движения воздуха | Z1 | шт. | 48 | 50 |
| Кол-во рядов труб вдоль движения воздуха | Z2 | шт. | 26 | 30 |
| Расположение труб | - | - | ш | ш |
| Шаг труб : | ||||
| поперечный (поперек потока воздуха) | S1 | м | 54 | 54 |
| продольный (вдоль потока воздуха) | S2 | м | 42 | 42 |
| Относительный шаг труб : | ||||
| поперечный | S1/d | - | 1.35 | 1.35 |
| продольный | S2/d | - | 1.05 | 1.05 |
| Площадь живого сечения для прохода газов | Fг | м^2 | 2.7 | 3.2 |
| Кол-во параллельно включенных труб (по газам) | Z0 | шт. | 1248 | 15000 |
| Средняя высота воздушного канала | h | м | 1.838 | 2.525 |
| Площадь среднего сечения воздушного канала | Fв | м^2 | 2.5 | 3.5 |
| Площадь поверхности нагрева | H | м^2 | 1750 | 731 |
ТАБЛИЦА 7.3 Поверочный расчёт второй ступени экономайзера
| Величина | Единица | Расчёт | ||
| Наименование | Обозначение | Расчётная формула или способ определения | ||
| Площадь поверхности нагрева ступени | H | По конструктивным размерам | м2 | 230 |
| Площадь живого сечения для прохода газов | 
| То же | м2 | 6,98 |
| То же, для прохода воды | f | м2 | 0,011 | |
| Температура газов на входе в ступень | 
| Из расчёта перегревателя | єС | 656.7 |
| Энтальпия газов на входе в ступень | 
| То же | кДж/кг | 8705 |
| Температура газов на выходе из ступени | 
| По выбору | єС | 437 |
| Энтальпия газов на выходе из ступени | 
| По IJ – таблице | кДж/кг | 5930 |
| Тепловосприятие ступени (теплота, отданная газами) | 
| 
| кДж/кг | 
|
| Удельная энтальпия воды на выходе из ступени | 
| 
| кДж/кг | 
|
| Температура воды на выходе из ступени | 
| По табл. VI–6 | єС | 225 |
| Удельная энтальпия воды на входе в ступень | 
| 
| кДж/кг | 
|
| Температура воды на входе в ступень | 
| По табл. VI–6 | єС | 160 |
| Средняя температура воды | tср | 
| єС | 
|
| Скорость воды в трубах | 
| 
| м/с | 
|
| Средняя температура газов | 
| 
| єС | 
|
| Средняя скорость газов | 
| 
| м/с | 
|
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией | 
| По рис. 6–5 
| Вт/(м2·К) | 77 |
| Эффективная толщина излучающего слоя | s | 
| м | 
|
| Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов | 
| 
| м·МПа | 
|
| Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами | 
| По рис. 5–5 | 1/(м·МПа) | 6,3 |
| Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами | 
| По рис. 5–6 | 1/(м·МПа) | 0,062 |
| Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока | 
| 
| — | 
|
| Степень черноты газов | а | По рис. 5–4 | — | 0,054 |
| Температура загрязнённой стенки трубы | 
| 
| єС | 
|
| Коэффициент теплоотдачи излучением | 
| По рис. 6–12 
| Вт/(м2·К) | 
|
| Температура в объёме камеры перед ступенью |
| Из расчёта перегревателя | єС | 657 |
| Коэффициент | А | По § 6–2 | — | 0,4 |
| Глубина по ходу газов: ступени объём перед ступенью |
| По конструктивным размерам То же | м м | 1,1 1,9 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением с учётом излучения газового объёма перед степенью | 
| 
| Вт/(м2·К) | 
|
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | 
| 
| Вт/(м2·К) | 
|
| Поправка к коэффициенту загрязнения | 
| По табл. 6–1 | м2·К/Вт | 0,002 |
| Коэффициент загрязнения | 
| По формуле (6–8) | м2·К/Вт | 0,0056 |
| Коэффициент теплоотдачи | 
| 
| Вт/(м2·К) | 
|
| Разность температур между средами: наибольшая наименьшая |
|
| єС єС |
|
| Отношение | 
| 
| — | 
|
| Температурный напор | 
| 
| єС | 
|
| Тепловосприятие ступени по уравнению теплообмена | 
| 
| кДж/кг | 
|
| Расхождение расчётных тепловосприятий | 
| 
| % | 
|
ТАБЛИЦА 7.4 Поверочный расчёт второй ступени воздухоподогревателя
| Величина | Единица | Расчёт | ||
| Наименование | Обозначение | Расчётная формула или способ определения | ||
| Диаметр труб | 
| По конструктивным размерам | мм | 40 |
| Относительный шаг: поперечный продольный | 
| То же » » | — — | 1,35 1,05 |
| Количество рядов труб | 
| » » | шт. | 30 |
| Количество ходов по воздуху | 
| » » | — | 3 |
| Площадь живого сечения для прохода газов | 
| » » | м2 | 3,2 |
| То же, для прохода воздуха | 
| » » | м2 | 3,5 |
| Площадь поверхности нагрева | 
| » » | м2 | 731 |
| Температура газов на входе в ступень | 
| Из расчёта второй ступени экономайзера | єС | 437 |
| Энтальпия газов на входе в ступень | 
| То же | кДж/кг | 6038 |
| Температура воздуха на выходе из ступени | 
| По выбору | єС | 350 |
| Энтальпия воздуха на выходе из ступени | 
| По IJ–таблицы | кДж/кг | 3213 |
| Отношение количества воздуха на выходе из ступени к теоретически необходимому | 
| 
| — | 
|
| Температура воздуха на входе в ступень | 
| По выбору | єС | 287 |
| Энтальпия воздуха на входе в ступень | 
| По IJ–таблицы | кДж/кг | 2608,8 |
| Тепловосприятие ступени | 
| 
| кДж/кг | 649,5 |
| Средняя температура воздуха | 
| 
| єС | 
|
| Энтальпия воздуха при средней температуре | 
| По IJ–таблицы | кДж/кг | 2920,8 |
| Энтальпия газов на выходе из ступени | 
| 
| кДж/кг | 
|
| Температура газов на выходе из ступени |
| По IJ–таблицы | єС | 398 |
| Средняя температура газов |
| 
| єС | 
|
| Средняя скорость газов | 
| 
| м/с | 
|
| Коэффициент теплоотдачи с газовой стороны | 
| По рис. 6–7 
| Вт/(м2·К) | 35 |
| Средняя скорость воздуха | 
| 
| м/с | 
|
| Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны | 
| По рис. 6–5
| Вт/(м2·К) | 58 |
| Коэффициент использования поверхности нагрева | 
| По табл. 6–3 | — | 0,85 |
| Коэффициент теплоотдачи | 
| 
| Вт/(м2·К) | 
|
| Разность температур между средами: наибольшая наименьшая |
|
| єС єС |
|
| Средний температурный напор при противотоке | 
| 
| єС | 
|
| Перепад температур: наибольший наименьший |
|
| єС єС |
|
| Параметр | 
| 
| — | 
|
| То же | 
| 
| — | 
|
| Коэффициент | 
| По рис. 6–16 | — | 0,82 |
| Температурный напор | 
| 
| єС |  ,2
|
| Тепловосприятие по уравнению теплообмена |
| 
| кДж/кг | 
|
| Расхождение расчётных тепловосприятий | 
| 
| % | 
|
ТАБЛИЦА 7.5 Конструктивный расчёт первой ступени экономайзера
| Величина | Единица | Расчёт | ||
| Наименование | Обозначение | Расчётная формула или способ определения | ||
| Площадь поверхности нагрева ступени | H | По конструктивным размерам | м2 | 236 |
| Площадь живого сечения для прохода газов | 
| То же | м2 | 6,41 |
| То же, для прохода воды | f | То же | м2 | 0,0122 |
| Температура газов на входе в ступень | 
| Из расчёта 2 ст. воздухоподогревателя | єС | 398 |
| Энтальпия газов на входе в ступень | 
| То же | кДж/кг | 5616,6 |
| Температура газов на выходе из ступени |
| По выбору | єС | 307 |
| Энтальпия газов на выходе из ступени | 
| По IJ – таблице | кДж/кг | 4281,79 |
| Тепловосприятие ступени (теплота, отданная газами) | 
| 
| кДж/кг | 
|
| Удельная энтальпия воды на выходе из ступени | 
| Из расчёта 2 ст. экономайзера | кДж/кг | 669,6 |
| Температура воды на выходе из ступени | 
| То же | єС | 160 |
| Удельная энтальпия воды на входе в ступень | 
| По табл. VI–6 | кДж/кг | 610 |
| Температура воды на входе в ступень |
| По заданию | єС | 145 |
| Средняя температура воды | tср | 
| єС | 
|
| Скорость воды в трубах | 
| 
| м/с | 
|
| Средняя емпература газов | 
| 
| єС | 
|
| Средняя скорость газов | 
| 
| м/с | 
|
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией | 
| По рис. 6–5
| Вт/(м2·К) | 61 |
| Эффективная толщина излучающего слоя | s | 
| м | 
|
| Суммарная поглощательная способность трёхатомных газов | 
| 
| м·МПа | 
|
| Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами | 
| По рис. 5–5 | 1/(м·МПа) | 5 |
| Коэффициент ослабления лучей золовыми частицами | 
| По рис. 5–6 | 1/(м·МПа) | 0,055 |
| Суммарная оптическая толщина запылённого газового потока | 
| 
| — | 
|
| Степень черноты газов | а | По рис. 5–4 | — | 0,0356 |
| Температура загрязнённой стенки трубы | 
| 
| єС | 
|
| Коэффициент теплоотдачи излучением | 
| По рис. 6–12
| Вт/(м2·К) | 1,2 |
| Температура в объёме камеры перед ступенью | 
| Из расчёта перегревателя | єС | 398 |
| Коэффициент | А | По § 6–2 | — | 0,4 |
| Глубина по ходу газов: ступени объём перед ступенью | 
| По конструктивным размерам То же | м м | 1,1 1,9 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением с учётом излучения газового объёма перед степенью | 
| 
| Вт/(м2·К) | 
|
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | 
| 
| Вт/(м2·К) | 
|
| Поправка к коэффициенту загрязнения |
| По табл. 6–1 | м2·К/Вт | 0,002 |
| Коэффициент загрязнения | 
| По формуле (6–8) | м2·К/Вт | 0,0056 |
| Коэффициент теплоотдачи |
| 
| Вт/(м2·К) | 
|
| Разность температур между средами: наибольшая наименьшая |
|
| єС єС |
|
| Отношение | 
| 
| — | 
|
| Температурный напор | 
| 
| єС | 
|
| Площадь поверхности нагрева ступени | 
| 
| м2 | 
|
Т.к. невязка составляет меньше 2% то внесение конструктивных изменений не требуется
ТАБЛИЦА 7.6 Конструктивный расчёт первой ступени воздухоподогревателя
| Величина | Единица | Расчёт | ||
| Наименование | Обозначение | Расчётная формула или способ определения | ||
| Диаметр и толщина стенки труб | 
| По конструктивным размерам | мм | 40х0,3 |
| Относительный шаг труб: поперечный продольный | 
| То же » » | — — | 1,35 1,05 |
| Количество рядов труб | 
| » » | шт. | 30 |
| Количество ходов по воздуху | 
| » » | — | 1 |
| Площадь живого сечения для прохода газов | 
| » » | м2 | 2,7 |
| То же, для прохода воздуха |
| » » | м2 | 2,5 |
| Площадь поверхности нагрева | Н | » » | м2 | 1750 |
| Температура газов на выходе из ступени | 
| По заданию 
| єС | 140 |
| Энтальпия газов на выходе из ступени | 
| По IJ–таблице | кДж/кг | 1871.14 |
| Температура воздуха на входе в ступень | 
| По выбору | єС | 30 |
| Энтальпия теоретического количества холодного воздуха | 
| По IJ–таблице | кДж/кг | 265.94 |
| Температура воздуха на выходе из ступени |
| Из 2 ст воздухоподогревателя | єС | 287 |
| Энтальпия теоретического количества воздуха на выходе из ступени | 
| По IJ–таблице | кДж/кг | 2608,8 |
| Отношение | 
| 
| — | 
|
| Тепловосприятие ступени | 
| 
| кДж/кг | 
|
| Средняя температура воздуха в ступени | 
| 
| єС | 
|
| Энтальпия теоретического количества воздуха присосов при средней температуре | 
| По IJ–таблице | кДж/кг | 1406,8 |
| Температура газов на входе в ступень | 
| Из расчёта 1 ст. экономайзера | єС | 307 |
| Энтальпия газов на входе в ступень | 
| По IJ–таблице | кДж/кг | 4366,22 |
| Средняя температура газов | 
| 
| єС | 
|
| Средняя скорость газов |
| 
| м/с | 
|
| Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке | 
| По рис. 6–7 | Вт/(м2·К) | 34 |
| Средняя скорость воздуха | 
| 
| м/с | 
|
| Коэффициент теплоотдачи с воздушной стороны | 
| По рис. 6–4
| Вт/(м2·К) | 55 |
| Коэффициент использования поверхности нагрева | 
| По табл. 6–3 | — | 0,85 |
| Коэффициент теплопередачи |
| 
| Вт/(м2·К) | 
|
| Разность температур между средами: наибольшая наименьшая |
|
| єС єС |
|
| Температурный напор при противотоке | 
|
| єС | 
|
| Перепад температур: наибольший наименьший |
|
| єС єС |
|
| Параметр | Р |
| — | 
|
| То же | R | 
| — | 
|
| Коэффициент | 
| По рис. 6–16 | — | 0,82 |
| Температурный перепад | 
|
| єС | 
|
| Площадь поверхности нагрева ступени | 
| 
| м2 | 
|
Т.к. невязка составляет более 2% то вносим конструктивные ихменения. Добавляем к воздухоподогревателю дополнительно 2713 м2
Дата: 2019-04-23, просмотров: 174.
