Расчет воздухоподогревателя

В результате конструктивного расчета необходимо найти температуру газов на входе в воздухоподогреватель и его расчетную поверхность, обеспечивающую подогрев воздуха до принятой температуры.

Из предыдущих расчетов t'=400 ⁰C; I' =1789 ккал/кг; I_г.в=834 ккал/кг; I _x_ол.в=132 ккал/кг

Количество тепла, воспринимаемого воздухом в воздухоподогревателе (ккал/кг)

где β"_гв - отношение количества воздуха на выходе из воздухоподогревателя к теоретически необходимому, ,

где α_т - принятый коэффициент избытка воздуха на выходе из топки;

∆α_ст,∆α_пп - присосы воздуха в топке и системе пылеприготовления (табл. 5,6[5]);

I⁰_гв, I⁰_хол.в - энтальпии горячего и холодного воздуха, теоретически необходимого для сгорания топлива при соответственных температурах на выходе и на входе воздуха в воздухоподогреватель, ккал/кг.

Из уравнения теплового баланса по газовой стороне и найденной величине Q_вп находят энтальпию газов на входе в воздухоподогреватель (ккал/кг)

; t=226 ⁰С

где I^//_ух.г – энтальпия уходящих газов, ккал/кг; φ – коэффициент сохранения тепла (см. раздел 5); ∆α_вп– присос воздуха в воздухоподогревателе (табл. 5 [5]); I⁰_пр – энтальпия присосанного воздуха, ккал/кг

Значение I⁰_пр определяется по табл. 8[5] при температуре присосанного воздуха (⁰С)

; I⁰_пр=548 ккал/кг

где t_хол.в, t_г.в - температура холодного и горячего воздуха на входе и на выходе из воздухоподогревателя.

Принимаем диаметр труб 40 мм., скорости газов W_г принимаются 11 м/с, а скорости воздуха W_в=5 м/с, при относительном поперечном шаге труб S₁/d =1,2 и продольном S₂/d =1,05. S₁=48; S₂=42

Для принятой скорости газов рассчитывают живое сечение для прохода га
зов (м ²) по формуле

где V_г - объем газов при α_вп (табл.7[5]); В_р - расчетный расход топлива, кг/ч.

Температура газового потока (⁰С)

По принятым значениям наружного диаметра труб d, относительного поперечного шага S₁\d, скоростей газов W_г и воздуха W_в находят число труб по ширине шахты (шт):

Полное число труб воздухоподогревателя (шт)

где V_г - объем газов при α_вп, нм³/кг; В_р - расчетный расход топлива, кг/с. Затем определяется число рядов труб (шт) по глубине конвективной шахты (по ходу воздуха) по формуле

Глубина шахты (м)

Температурный напор (° С) в трубчатых воздухоподогревателях с перекрестным током газов и воздуха при числе ходов воздуха не более четырех (предварительно число ходов принимается с последующим уточнением) определяется по формуле

где ψ - коэффициент перехода от противоточной схемы к сложной (определяется по номограмме 13[5]); ∆t_прот - средняя разность температур для случая противотока.

Для определения ψ предварительно вычисляют безразмерные параметры

где ' и t' - температура греющей и нагреваемой сред на входе в воздухопо-догреватель,°С; τ_б - перепад температур той среды, у которой он больше, °С; τ_м - перепад второй среды, °С.

⁰ С

Далее определяется коэффициент теплопередачи по формуле

где α₁ - коэффициент теплоотдачи от газов к стенке (ккал/м² ч°С), определяется по номограмме 9[5] (продольное омывание); α₁=28 при W_г=11 м/с

α₂ - коэффициент теплоотдачи от стенки трубы к воздуху (шахматное расположение), ккал/м² ч °С (номограмма 8[5]); α₂=49 при W_в=5

ξ - коэффициент использования воздухоподогревателя, учитывающий совместное влияние загрязненных труб, неполноты омывания поверхности газами и воздухом, и перетоков воздуха в трубных решетках, принимается по табл. 8.1.

Таблица 8.1

Вид топлива	коэффициент использования воздухоподогревателей ξ
	трубчатых без промежуточных трубных досок		чугунных ребристых
	нижние степени	верхние ступени
АШ, фрезерный торф Мазут и древесное топливо Все остальные топлива	0,8 0,8 0,85	0,75 0,85 0,85	0,75 0,7 0,8