Реконструкция котельного агрегата Е-75 40 Е-75-40К в связи с переводом его на новый вид топлив (стр. 13 из 22)
Значения
и 
отличаются менее чем на 
, расчет второй и третьей ступеней пароперегревателя считается законченным.3.10 Расчет второй ступени водяного экономайзера
На основании общих видов котлоагрегата выполняем схему второй ступени водяного экономайзера (рисунок 3.5) и определяем конструктивные характеристики данной поверхности нагрева (таблица 3.14).
Таблица 3.14 – Конструктивные характеристики второй ступени водяного экономайзера.
| Рассчитываемый параметр | Обозначение | Размерность | Формула или обоснование | Расчет |
| Диаметр и толщина стенки труб | d*δ | мм | По чертежу | 32x3 |
| Расположение труб | - | - | По чертежу | Шахматное |
| Шаги труб: | ||||
| - поперечный | S1 | мм | По чертежу | 80 |
| - продольный | S2 | мм | 75 | |
| Относительные шаги труб: | ||||
| - поперечный | σ1 | - | S1/d | 80/32=2,5 |
| - продольный | σ2 | - | S2/d | 75/32=2,344 |
| Число рядов по ходу газов | z2 | шт. | По чертежу | 21 |
| Средняя длина трубы одного ряда | l1 | м | По чертежу, односторонний, симметричный экономайзер | 3,239*2=6,478 |
| Среднее число труб в ряду | z1 | шт. | По чертежу | 24 |
| Расчетная площадь поверхности нагрева | H | м2 | πdl1z1z2, | 3,14*0,032*6,478*21*24=328,1 |
Рисунок 3.5 – Схема экономайзера (II ступень).
Продолжение таблицы 3.14
| Число параллельно включенных змеевиков | n | шт. | 2z1 | 2*24=48 |
| Глубина газохода | a | м | По чертежу | 2 |
| Ширина газохода | b | м | По чертежу | 6,6 |
| Проекция трубы | l | м | По чертежу | 6,426 |
| Расчетная площадь сечения для прохода газов | F | м2 | ab-z1dl | 2,0*6,6-24*0,032*6,426=8,26 |
| Площадь живого сечения для прохода воды | ƒ | м2 | пdвн2n/4 | (3,14*(0,0262)*48)/4=0,0255 |
| Эффективная толщина излучающего слоя | S | м | 0,9d(4S1S2/πd2-1) | 0,9*0,032*((4*80*75)/ /(106*3,14*(0,0322))-1)=0,1862 |
Тепловой расчет 2-ой ступени водяного экономайзера выполняем в табличной форме (таблица 3.15).
Таблица 3.15 – Тепловой расчет второй ступени водяного экономайзера
| Рассчитываемый параметр | Обозначение | Размерность | Формула или обоснование | Расчет |
| Температура газов на входе | υ’ | °С | Из расчета пароперегревателя | 612,14 |
| Энтальпия газов на входе | J’ | кДж/кг | Из расчета пароперегревателя | 5831,4 |
| Тепловосприятие экономайзера | Qэк | кДж/кг | (Qpηка+Qфор+Qв.вн)·100/ (100-q4)-(Qл+Qфб+Qк.пб+ QбппII,III+QппIб) | (18337*0,9184+0+115,2)* *(100/(100-1,4)- -(10582+760,4+0+ +1520,6+1911,8)=2421,5 |
| Энтальпия воды на выходе из II ступени | i’’ | кДж/кг | iп.в+Δiпо(Dп.п/Dэк)+QэкBp//Dэк, | 635+47*(20,83/(1,03*20,83))+ +(2421,5*3,256/(1,03*20,83))=1048 |
| Температура воды на выходе | t’’ | °С | По табл. XXIV [2,6] при ρ = 4,5 МПа | 242,1 |
| Температура газов на выходе | υ’’ | °С | Задаемся | 425 |
| Энтальпия газов на выходе | J’’ | кДж/кг | По табл. 4.3. | 4010,4 |
| Тепловосприятие экономайзера по балансу | Qб | кДж/кг | φ(J’ -J’'+ΔαJ˚х.в) | 0,991*(5831,4-4010,4+ +0,02*193,6 ) = =1809,2 |
| Энтальпия воды на входе | i’ | кДж/кг | i’’-QбBp/Dэк | 1048-(1809,2*3,256)/(1,03*20,833)=773,5 |
Продолжение таблицы 3.15
| Температура воды на входе | t’ | °С | По табл. XXIV [2,6] при р=4,8 МПа | 181,9 |
| Средняя температура газов | υ | °С | (υ’+υ’’)/2 | (612,14+425)/2=519 |
| Средняя температура воды | t | °С | (t’+t'')/2 | (181,9+242,1)/2=212 |
| Температурный напор на входе | Δt’ | °С | υ'-t'' | 612,14-242,1=370 |
| Температурный напор на выходе | Δt’’ | °С | υ''-t' | 425-181,9=243,1 |
| Средний температурный напор | Δt | °С | (Δt'-Δt'')/ln(Δt'/Δt") | (370-243,1)/ln(370/243,1)=302 |
| Температура загрязненной стенки трубы | t3 | °С | t + Δt3 , Δt3=60°С по пп.7-39 [2], 7-36 [6] | 212+60=272 |
| Объем газов на 1кг топлива | Vг | м3/кг | По табл. 4.2 | 6,54 |
| Объемные доли: | ||||
| - водяных паров | rH2O | По табл. 4.2 | 0,09 | |
| - трехатомных газов | rn | - | 0,229 | |
| Массовая концентрация золовых частиц | μзл | кг/кг | По табл. 4.2 | 0,0279 |
| Средняя скорость газов | ωг | м/с | (BрVг/Fср)((υ+273)/273) | (3,256*6,54/8,26)* *((519+273)/273)=7,47 |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией | αк | Вт/м2·К | По номограмме 8 [2], 13[6]; | 81*1*0,97*0,95=74,6 |
| Плотность воды при средней температуре и давлении | ρ | кг/м3 | По табл. XXIV [2,6] при р=4,65 МПа | 852,2 |
| Средняя скорость воды | ωв | м/с | Dэк/ƒρ | (1,03*20,833)/(0,0255*852,2)=0,989 |
| Средняя массовая скорость воды | ωвρ | кг/см2 | wвρ, оптимальный диапазон для экономайзеров wвρ = 600...800 [6] | 0,989*852,2=842,44 |
| Произведение | pnS | м·МПа | rnps | 0,229*0,1*0,1862=0,00427 |
Продолжение таблицы 3.15