Тепловой расчет хвостовых поверхностей нагрева

Экономайзеры бывают чугунными, стальными гладкотрубными и стальными из оребренных труб.

В чугунных экономайзерах поверхность нагрева образована из оребренных чугунных труб, соединенных в змеевики с помощью гладкотрубных U-образных калачей для перепуска воды. Обычно калачи выносятся из зоны непосредственного обогрева продуктами сгорания за обмуровку, что улучшает условия ремонта экономайзера и повышает надежность его работы.

В стальных гладкотрубных экономайзерах поверхность нагрева выполнена из гладких стальных труб, согнутых в виде змеевиков и параллельно включенных, которые располагаются в шахматном порядке. Плоскость змеевиков может быть расположена параллельно или перпендикулярно задней стенке газохода (рисунок 5).

По ходу газов экономайзер разбивается на пакеты высотой 1 – 1,5 м, что облегчает ремонт. Для улучшения теплопередачи в экономайзерах применяют противоток воды и газов.

Схема расположения змеевиков выбирается из условия обеспечения требуемой скорости воды. При одинаковых размерах газохода, шаге и диаметре труб наибольшее количество змеевиков потребуется в схеме, представленной на рисунок 5, б, наименьшее – на рисунке 5, в.

В связи с необходимостью повышения эффективности экономайзерных поверхностей нагрева (за счет снижения габаритов и массы металла на единицу воспринятой теплоты) вместо гладкотрубных в последние годы стали применяться стальные экономайзеры из оребренных труб.

По уровню нагрева воды экономайзеры бывают кипящего и некипящего типа. В экономайзерах некипящего типа вода подогревается до кипения. Если наряду с подогревом воды образуется пар, экономайзер называется кипящим. Обычно в экономайзере испаряется не более 20 – 25 % всей воды. В экономайзерах некипящего типа закипание воды недопустимо, так как это может привести к образованию паровых пробок, поэтому скорость входа воды в змеевики экономайзера должна быть не менее 0,5 м/с при полной нагрузке котла. При меньшей скорости вода распределяется по змеевикам неравномерно, вследствие чего в отдельных трубах могут возникнуть паровые пробки.

а

А – А

Б – Б

Б – Б

б

в

г

Рисунок 5 – Схемы расположения змеевиков в газоходе котла:

а – план котла; б – расположение змеевиков в плоскости, перпендикулярной задней стенке газохода; в – в плоскости, параллельной задней стенке газохода,

с двумя потоками воды; г – то же с одним потоком воды

По принципу работы воздухоподогреватели (ВЗП) делят на рекуперативные и регенеративные (вращающиеся).

В рекуперативных ВЗП передача теплоты от потока продуктов сгорания к нагреваемому воздуху происходит непрерывно через разделяющие эти потоки металлические стенки поверхностей нагрева (труб или пластин).

В регенеративных ВЗП имеющаяся металлическая набивка (пластины, шары и т. п.) попеременно то нагревается в потоке дымовых газов, то охлаждается в воздушном потоке, отдавая ему полученную аккумулированную теплоту.

	ИНМВ

Рекуперативные ВЗП по конструктивному оформлению подразделяют на пластинчатые и трубчатые.

Одной из первых конструкций стальных ВЗП была пластинчатая.

Трубчатые ВЗП являются наиболее распространенными для котлов малой и средней мощности. Для их изготовления применяют трубы из стали 20 диаметром 51´1,5; 40´1,5 или 25´1,5 мм. Трубчатый ВЗП состоит из пучка параллельных труб, расположенных в шахматном порядке, присоединенных к трубных доскам (сверху и снизу) и составляющих секцию или «куб». При сборке секции ВЗП устанавливают рядом, чтобы заполнить все сечение газохода.

В зависимости от скорости воздуха и размеров поверхности нагрева ВЗП выполняют одно- и многоходовыми (рисунок 6).

По уровню нагрева воздуха ВЗП делят на низко- (150 – 200 °С), средне- (200 – 350 °С), высокотемпературные (350 – 450 °С) и радиационные (450 – 700 °С).

а б

в

г

Рисунок 6 – Схемы компоновки воздухоподогревателя:

а – многоходовая однопоточная; б – одноходовая однопоточная;

в, г – многоходовые двухпоточные

Таблица 10 – Тепловой расчет экономайзера

Наименование	Обозна-чение	Единица величины	Расчётная формула или способ определения	Расчёт
Площадь поверхности нагрева	H	м^2	По конструкции
Диаметр труб	d	мм	По конструкции
Шаг труб: поперечный продольный		— “ — — “ —	— “ — “ — — “ — “ —
Относитель- ный шаг: поперечный продольный		— —	— “ — “ — — “ — “ —	1,25 1,875
Количество рядов труб	Z1	шт.	— “ — “ —
Количество труб в ряду		— “ —	— “ — “ —
Т-ра воды: на входе   на выходе			Задаемся   tкип	250,48
Энтальпия воды: на входе			По таблице H.V	610,6
Тепловосприятие экономайзера	Qб
Энтальпия дымовых газов: на входе   на выходе			Из расчёта 2 ступени ПП
Т-ра газов: на входе   на выходе			Из расчёта 2 ступени ПП   По H.V-табл
Средняя т-ра дымовых газов				602,5
Т-ный напор
Толщина излучающего слоя	S	м		0,057
Коэфф-т ослаб ления лучей 3-х ат газами			Формула 1	70,92
Степень черноты	а	—	1-e^-kps	0,13

Cредняя ско- рость газов				12,8
Коэффициент теплоотдачи конвекцией			по номограмме	75,5
Коэффициент теплоотдачи излучением			а по номограмме	5,3
Коэффициент теплопередачи	k		=0.65	69,53
Тепловосприятие экономайзера
Расхождения расчётных тепловосприятий		%		6,8

Таблица 10 - Продолжение

Таблица 11 – Тепловой расчет воздухоподогревателя

Наименование	Обозначение	Единица величины	Расчётная формула или способ определения	Расчёт
Площадь нагрева	H	м^2	По конструкции
Диаметр труб: наружный внутренний	dн dв	мм мм	По конструкции
Количество рядов труб		шт.	— “ — “ —
Количество труб в ряду		— “ —	— “ — “ —
Площадь жив ого сечения для прохода газов	F	м^2		2,6952
Воздуха	f	м^2	Aв	3,406
Т-ра воздуха: на входе   на выходе			Задается   По t в топке
Энтальпия воздуха на входе			По таблице H.V
на выходе		— “ —	По Hгв в топке
Тепловосприятие ВЗП	Qб

Энтальпия дымовых газов: на входе     на выходе			Из расчета Эконом	2225,8
Т-ра газов: на входе   на выходе			Из расчета Эконом     По H.V-табл
Температурный напор				144,5
Cредняя ско- рость газов				8,2
воздуха			-	3,27
Коэффициент теплоотдачи дымовых газов			по номограмме	35,52
воздуха			по номограмме	30,24
Коэффициент теплопе-чи	k			28,453
Тепловосприятие ВЗП				2213,24
Расхождения расчётных тепловосприятий		%		1,4

Таблица 11 - Продолжение

Дата добавления: 2015-11-14