2020-06-29
2661. По уравнению теплового баланса определить количество теплоты, которое должны отдать продукты сгорания при принятой температуре уходящих газов (по формуле 7-02, стр. 44[3])
где 
– коэффициент сохранения теплоты (4.11);
– энтальпия продуктов сгорания на входе в экономайзер, определяется по таблице 3.4 при температуре и коэффициенте избытка воздуха после поверхности нагрева, предшествующей рассчитываемой поверхности (5.6);
– энтальпия продуктов сгорания после рассчитываемой поверхности нагрева, определяется по таблице 3.4 при принятой в начале расчёта температуре уходящих газов равной 180°С;
– присос воздуха в экономайзер, принимается по таблице 3.1;
– энтальпия присосанного в конвективную поверхность нагрева воздуха, при температуре воздуха 30˚С (4.3)
2. Расход воды через экономайзер, кг/с
Температура воды на входе в экономайзер, 0С
Энтальпия воды при этой температуре, кДж/кг
3. Энтальпия воды на выходе из экономайзера, кДж/кг
4. Средняя температура газов, 0С (по формуле 6-39, стр. 57[3])
5. Температурный напор, 0С (по формуле 7-74, стр. 72[3])
где 
(приложение 6, при р = 1,4 МПа)
6. Выбираем конструктивные характеристики принятого к установке экономайзера.
Стальные экономайзеры выполняются в виде змеевиков из труб с наружным диаметром 28-38мм (толщина стенки до 3 мм). В промышленных котлах вертикальной ориентацией змеевики обычно располагаются параллельно фронту котла. Для более компактной компоновки стального экономайзера применяют шахматное расположение труб и минимальные относительные шаги S1/d и S2/d. При этом относительный шаг S1/d = 2,2-2,5, а минимальный относительный шаг для одиночных змеевиков при холодной гибке труб S2/d = 2.
Число параллельно включенных змеевиков в пакете
Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания при установка стального водяного экономайзера:
(6.10)
7.Скорость газов в экономайзере, м/с (по формуле 7-28а, стр. 54[3])
8. Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от продуктов сгорания к поверхности нагрева (по формуле 7-40, стр. 57[3])
где 
– поправка на число рядов труб по ходу продуктов сгорания (приложение 1, рисунок 10);
– поправка на компоновку пучка (приложение 1, рисунок 10);
– коэффициент кинематической вязкости при средней температуре потока 
– диаметр труб м
– скорость теплоносителя м/сек
(см. приложение 7 и 8)
9. Определяем степень черноты газового потока (по формуле 6-13, стр. 37[3])
где 
– коэффициент ослабления лучей трехатомными газами,кгс/см2;
р – давление в газоходе, атм
s – толщина излучающего слоя, м.
10. Определяем коэффициент теплоотдачи, учитывающий передачу теплоты излучением в конвективных поверхностях нагрева
Т – абсолютная температура продуктов сгорания, К:
Тз – абсолютная температура загрязненной наружной стенки, К
t = 195,04 ˚C – средняя температура окружающей среды, для паровых котлов принимается равной температуре насыщения при p = 14 кгс/см2 (приложение 6)
Δt = 25 ˚C – при сжигании газообразного топлива.
11. Определяем суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева (стр. 66[3])
где 
коэффициент использования, учитывающий уменьшение тепловосприятия поверхности нагрева вследствие неравномерного омывания её продуктами сгорания, частичного протекания продуктов сгорания мимо неё и образования застойных зон; для поперечного омывания пучков принимается 
12. Определяем коэффициент теплопередачи (по формуле 7-15в, стр. 50[3])
где ψ - коэффициент тепловой эффективности (по табл. 7-5, стр. 69 [3]), ψ = 0,7
13. Определяем площадь поверхности нагрева водяного экономайзера (по формуле 7-01, стр. 44[3])
14. Для стального экономайзера определяем длину каждого змеевика(м), число петель и полную высоту пакетов экономайзера(м) [2]
Обоснование расчета 
должно получиться в пределах 1,5м.
1,26м < 1,5м
| Наименование величины | Условное обозначение | Расчётная формула | Результат |
| Температура дымовых газов перед экономайзером, ˚С | 
| (5.4) | 795,988 |
Теплосодержание дымовых газов перед экономайзером, кДж/ 
|
| (6.1) | 14008,3546 |
| Температура дымовых газов после в экономайзер, ˚С | 
| принято | 180 |
| Теплосодержание дымовых газов после экономайзера, кДж/
| 
| (6.1) | 3171,1977 |
| Тепловосприятие в водяном экономайзере, кДж/
| Qб | (6.1) | 10696,0005 |
| Температура питательной воды,˚С | 
| из условия | 70 |
| Температура воды после экономайзера, ˚С | 
| из условия | 150 |
| Энтальпия питательной воды, кДж/м3 | 
| [4] | 294,12 |
| Энтальпия воды после экономайзера, кДж/м3 | 
| (6.2) | 404,2312 |
| Температурный напор, К | 
| (6.6) | 167,0342 |
| Число параллельно включенных змеевиков | 
| (6.7) | 95 |
| Действительная скорость продуктов сгорания в экономайзере, м/с | 
| (6.9) | 12,5827 |
| Площадь живого сечения для прохода продуктов сгорания, м2 | Fэк | (6.8) | 0,80825 |
| Коэффициент теплоотдачи конвекцией, Вт/(м2К) | 
| (6.10) | 66,3114 |
| Среднеарифметическая температура продуктов сгорания, ˚С | 
| (6.3) | 487,994 |
| Толщина излучающего слоя, м | s | (6.15) | 0,0711 |
Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами, 
| кГ | (6.14) | 12,2139 |
| Суммарная сила поглощения газовым потоком | крs | (6.16) | 0,0868 |
| Степень черноты газового потока | 
| (6.17) | 0,0831 |
| Коэффициент теплоотдачи излучением, Вт/(м2К) | 
| (6.18) | 4,1457 |
| Суммарный коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к поверхности нагрева,
| 
| (6.19) | 66,93425 |
| Коэффициент теплопередачи,
| K | (6.20) | 46,8540 |
| Площадь поверхности нагрева водяного экономайзера, м2 | Hэк | (6.21) | 406,4530 |
| Длина змеевика, м | 
| (6.22) | 42,4127 |
| Число петель, шт. | 
| (6.23) | 15 |
| Полная высота пакета, м. | 
| (6.24) | 1,26 |
