Тепловой расчет водяного экономайзера

 

Для ути­ли­за­ции те­п­ла, уве­ли­че­ния КПД и умень­ше­ния рас­хо­да то­п­ли­ва в кот­ле ус­та­нав­ли­ва­ют чу­гун­ный (из эле­мен­тов) во­дя­ной эко­но­май­зер (ВЭК). Ды­мо­вые га­зы по­сле кон­век­тив­но­го пуч­ка ох­ла­ж­да­ют­ся до и по­сту­па­ют в ВЭК, где про­ис­хо­дит их даль­ней­шее сни­же­ние до .

Для кот­лов ДЕ с дав­ле­ни­ем в ба­ра­ба­не 1 ,3МПа ис­поль­зу­ет­ся эко­но­май­зер неки­пя­ще­го ти­па, со­би­рае­мый из реб­ри­стых чу­гун­ных труб ВТИ, со­еди­няе­мых ме­ж­ду со­бой чу­гун­ными ка­ла­чами.

Для данного котла производительностью 10 т/час ис­поль­зу­ют­ся реб­ри­стые чу­гун­ные тру­бы дли­ной 2м. Тру­бы-эле­мен­ты ук­ла­ды­ва­ют­ся в ко­ри­дор­ном по­ряд­ке, при­чем флан­цы эле­мен­тов об­ра­зу­ют бо­ко­вые сто­ро­ны ВЭК. Живое сечение для прохода газов . Живое сечение для прохода воды . Поверхность нагрева со стороны газов . Число труб в горизонтальном ряду, .

Соответственно полное живое сечение для прохода газов

Рас­чет во­дя­но­го эко­но­май­зе­ра яв­ля­ет­ся кон­ст­рук­тор­ским рас­че­том, то есть, из­вест­ны тем­пе­ра­ту­ры га­зов на вы­хо­де и вхо­де, а оп­ре­де­ля­ет­ся из урав­не­ния те­п­ло­вос­прия­тия по­верх­ность , . По рас­счи­тан­ной по­верх­но­сти кон­ст­руи­ру­ют ВЭК.

Тем­пе­ра­ту­ра га­зов на в­хо­де в ВЭК и их энтальпия .

Эн­таль­пия питательной во­ды .

Тем­пе­ра­ту­ра и эн­таль­пия ухо­дя­щих га­зов и .

Средняя температура газов в ВЭК:

Расчет уравнения баланса тепла ВЭК- Q_б:

где:

– энтальпия газов покидающих конвективный пучок при (для топки);

– энтальпия газов за ВЭК при ;

– коэффициент сохранения тепла.

Расчет уравнения теплопередачи- Q_Т:

,

где:

k– ко­эф­фи­ци­ент те­п­ло­пе­ре­да­чи (для чу­гун­но­го ВЭК ти­па ВТИ при­ни­ма­ет­ся в за­ви­си­мо­сти от ско­ро­сти га­зов по ри­с. 8.1 [2, с.36];

– по­верх­ность на­гре­ва во­дя­но­го эко­но­май­зе­ра, ;

– рас­ход то­п­ли­ва на ко­тел (из те­п­ло­во­го ба­лан­са), или .

ВЭК рассчитывается по формуле где Q_Т= Q_б;

– сред­не­ариф­ме­ти­че­ский тем­пе­ра­тур­ный на­пор ;

,

где:

– температурный напор на входе газов в ВЭК, , ;

– температурный напор на выходе газов из ВЭК, , ;

– температура питательной воды на входе в экономайзер (задана), ;

и – соответственно температура газов на входе и выходе из ВЭК (; , ).

Ско­ро­сть ды­мо­вых га­зов в ВЭК:

Коэффициент теплопередачи:

где и определяются по графику 8.1 [2, с.36];

Теплосодержание питательной воды на выходе из ВЭК:

где:

– те­п­ло­со­дер­жа­ние во­ды на вы­хо­де из ВЭК, ;

– ко­ли­че­ст­во те­п­ла, пе­ре­да­вае­мое га­за­ми ВЭК, ;

– рас­ход то­п­ли­ва, или ;

– па­ро­про­из­во­ди­тель­ность те­п­ло­ге­не­ра­то­ра, .

Температура питательной воды на выходе из ВЭК:

 

Для чу­гун­ных ВЭК долж­на быть мень­ше или рав­на тем­пе­ра­ту­ре ки­пе­ния ми­нус 20 ^oС ():

Условие выполняется.

Температурный напор на входе газов в ВЭК:

;

Температурный напор на выходе газов из ВЭК:

;

 

Сред­не­ариф­ме­ти­че­ский тем­пе­ра­тур­ный на­пор;

где:

– температура питательной воды на входе в экономайзер, ;

 

По­верх­ность на­гре­ва во­дя­но­го эко­но­май­зе­ра:

;

Об­щее ко­ли­че­ст­во труб в ВЭК:

Количество рядов труб по высоте экономайзера:

Разделим на три пакета. В ка­ж­дом па­ке­те по вы­со­те 5 труб.

Скорость воды в трубе ВЭК определяется:

Где:

D – паропроизводительность котла, т/ч;

v’ – удельный объем воды в ВЭК.

 

9. Сводная таблица расчета и тепловой баланс котла

 

ВЕ­ЛИ­ЧИ­НЫ	Раз­мер­ность	На­име­но­ва­ние га­зо­хо­да
топ­ка	кон­век­тив­ный пу­чок	эко­но­май­зер
Температура газов на входе, t		-
Температура газов на выходе, t
Тепловосприятие, QТ
Температура среды:
на входе		195,05	135,7
на выходе		195,05	194,05	135,7
Скорость газов		-	6,12	3,36
Скорость воды		-	-	0,61

 

Cоставление поверочного теплового баланса

Определяется по уравнению:

;

где:

– располагаемая теплота сгорания (из расчета теплового баланса котла), или ;

– коэффициент полезного действия котла, %;

– количество теплоты, переданное лучеиспусканием в топке, в конвективном пучке по Q_б, или ;

– удельный механический недожог, из характеристики топки или теплового баланса котла, %.

;

;

 

Ошибка в балансе расчета котла не должна превышать 0,5%:

;

Основное условие выполнено.