3 Расчет пароперегревателя

Температура дымовых газов перед пароперегревателем равна температуре дымовых газов на выходе из предвключенного испарительного пакета t^/_д.пп = t^//_д = 778^оС. Температура пара на входе в пароперегреватель равна t^// = 257,41^оС. Принимаем температуру пара на выходе из пароперегревателя равную t_пп =360^оС.

Принимаем в первом приближении температуру дымовых газов за пароперегревателем равной t^//_д.пп =730^оС.

Определяем среднелогарифмический температурный напор по формуле [1; 14]:

(22)

Средняя температура дымовых газов определяется по формуле [1; 14]:

(23)

Определяем действительный расход дымовых газов по формуле [1; 15]:

(24)

Живое сечение для прохода дымовых газов в предвключенном испарительном пакете равно f_д=10,3м². Тогда средняя скорость дымовых газов определяется по формуле [1; 15]:

(25)

Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к шахматному пучку труб по формуле [1; 15]:

α_к = α_о ·k_z ·k_s ·k_t (26)

Принимаем шаг труб по ширине пучка равным S₁=86мм, шаг труб по глубине пучка S₂=70мм, число рядов труб в пакете Z₂=8, диаметр труб поверхностей нагрева d_н=32мм.

Пользуемся источником [1; приложение А] при =15м/с и d_н=32мм коэффициент теплоотдачи при поперечном обтекании гладкотрубного пучка труб α_о = 104 Вт/(м²·^оС), а при Z₂=12, S₁/ d_н=86/32=2,68, S₂/d_н=70/32=2,18 и t¯_д.пп=754^оС получим k_z=0,93, k_s=1,11, k_t=0,98.

α_к = 104· 0,93· 1,11· 0,98 = 105Вт/(м²·^оС)

Определяем эффективную толщину излучающего газового слоя по формуле [1; 15]:

(27)

Произведение парциального давления излучающих составляющих на эффективную толщину излучающего газового слоя определяем по формулам [1; 15]:

Р_СО2 · S_эф = 98,1· 0,161 ·0,118 = 1,86кН/м (28)

Р_Н2О · S_эф = 98,1· 0,161 · 0,112 = 1,76 кН/м (29)

Определяем степень черноты дымовых газов [1; 11]:

ε_д = ε_СО2 + β· ε_Н2О (30)

Согласно номограммам [1; приложение Б и В] степени черноты СО₂, Н₂О и β равны: ε_СО2 =0,05 (l_эф=0,161), ε_Н2О =0,062 (l_эф=0,161), β =1,05.

ε_д = 0,05 + 1,05· 0,062 = 0,115

На выходе из пароперегревателя при t^//_д.пп =730^оС энтальпия дымовых газов i^//_д.пп =1075кДж/м³ (рисунок 2)

Ориентировочно определяем количество тепла, отданное дымовыми газами в предвключенном испарительном пакете по формуле [1; 16]:

Q_пп^/ = V_од ·(i^/_д.пп – i^//_д.пп) ·10³ (31)

где i^/_д.пп – энтальпия при температуре дымовых газов на входе в пароперегреватель, кДж/м³;

i^//_д.пп - энтальпия при температуре дымовых газов на выходе в пароперегреватель, кДж/м³.

Численное значение энтальпии определяем по рисунку 2. На входе в пароперегреватель при t^/_д.пп =778^оС энтальпия дымовых газов i^/_д.пп = 1143 кДж/м³, а при t^//_д.пп = 730^оС i^//_д.пп = 1075 кДж/м³.

Q_пр^/ = 42,71 ·( 1143 – 1075) · 10³ = 2904280Вт

Определяем среднюю температуру стенок труб по формуле [1; 16]: (32)

Определяем степень черноты дымовых газов при температуре стенки труб по формуле [1; 17]:

(33)

Коэффициент теплоотдачи излучением определяется по формуле [1; 17]:

(34)

Суммарный коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к трубам определяем по формуле [1; 17]:

α_Σ = α_к + α_изл (35)

α_Σ = 105+ 13,6 = 118,6Вт/(м²·С)

Коэффициент теплопередачи определяем по формуле [1; 17]:

К = α_Σ / (1+ ε · α_Σ) (36)

К = 118,6 / (1 + 0,005· 118,6) = 74,45Вт/(м²·^оС)

Определяем количество тепла, отданное дымовыми газами в пароперегревателе по формуле [1; 17]:

Q_пр = (K· F· Δ¯t)/1000 (37)

Q_пр = (74,45 ·166 ·455)/1000 = 5623кВт

Энтальпия дымовых газов на выходе из пароперегревателя определяется по формуле [1; 17]:

i^//_д.пп = i^/_д.пп – (Q_пп / V_од · ζ) (38)

где ζ – коэффициент сохранения тепла (принимаем равным 0,95)

i^//_д.пп = 1143 – (5623 / 42,71 ·0,95) = 1004кДж/м³

При t^//_д.пп = 1004 кДж/м³ по рисунку 2 определяем температуру газов на выходе из пароперегревателя: t^//_д.пп = 725^оС. Расхождение между принятой и полученной температурой составляет [1; 17]:

что находится в пределах допустимого (δ≤5%).