Для обеспечения нормальной работы трубчатой печи необходимо обосновано выбрать скорость движения потока сырья через змеевик. При увеличении скорости движения сырья в трубчатой печи повышается коэффициент теплоотдачи от стенок труб к нагреваемому сырью, что способствует снижению температуры стенок, а следовательно, уменьшает возможность отложения кокса в трубах. В результате уменьшается вероятность прогара труб печи и оказывается возможным повысить тепло напряженность поверхности нагрева. Кроме того, при повышении скорости движения потока уменьшается отложение на внутренней поверхности трубы загрязнении из взвешенных механических частиц, содержащихся в сырье.

Применение более высоких скоростей движения потока сырья позволяет также уменьшить диаметр труб или обеспечить более высокую производительность печи, уменьшить число параллельных потоков.

Однако увеличение скорости приводит к росту гидравлического сопротивления потоку сырья, в связи с чем увеличиваются затраты энергии на привод загрузочного насоса, так как потеря напора, а следовательно, и расход энергии возрастают примерно пропорционально квадрату (точнее, степени 1,7-1,8) скорости движения.

4.4.1. Находим потерю давления водяного пара в трубах камеры конвекции.

Средняя скорость водяного пара:

,

где - плотность водяного пара при средней температуре и давлении в камере конвекции: ;

dк – внутренней диаметр конвекционных труб, м;

n – число потоков.

Значение критерия Рейнольдса: , где:

 - кинематическая вязкость водяного пара.

Общая длина труб на прямом участке: .

Коэффициент гидравлического трения: .

Потери давления на трение:

 .

Потери давления на местные сопротивления:

,

где .

Общая потеря давления:

.

4.4.2. Расчет потери давления водяного пара в камере радиации.

Средняя скорость водяного пара в трубах радиационной камеры составляет:

, где:

- плотность водяного пара при средней температуре и давлении в камере конвекции, ;

dр – внутренней диаметр конвекционных труб, м;

 n – число потоков.

Значение критерия Рейнольдса:

, где  - кинематическая вязкость водяного пара.

Общая длина труб на прямом участке:

 .

Коэффициент гидравлического трения:

.

Потери давления на трение:

 .

Потери давления на местные сопротивления:

.

где

Общая потеря давления в камере радиации:

.

Общие потери давления в печи:

Проведенные расчеты показали, что выбранная печь обеспечит процесс перегрева пара в заданном режиме.

5. Тепловой баланс котла-утилизатора (анализ процесса парообразования)