5 Расчет водяного экономайзера

Температура дымовых газов перед экономайзером равна t^/_д.э=297^оС. Температура пароводяной смеси при заданном давлении равна t^// =257,41^оС.

Принимаем в первом приближении температуру дымовых газов за секцией t^//_д.э = 275^оС.

Определяем среднелогарифмический температурный напор по формуле [1; 21]:

(56)

Средняя температура дымовых газов определяется по формуле [1; 21]:

t¯_д.э = 0,5 · (t^/_д.э + t^//_д.э) (57)

t¯_д.э = 0,5 · (297 + 275) =286^оС

Определим действительный расход дымовых газов по формуле [1; 21]:

(58)

Живое сечение для прохода дымовых газов равно f_д = 9,4м². Тогда средняя скорость дымовых газов [1; 22]:

(59)

Определяем коэффициент теплоотдачи конвекцией от дымовых газов к шахматному пучку труб по формуле [1; 22]:

α_к = α_о ·k_z ·k_s ·k_t (60)

Принимаем шаг труб по ширине пучка равным S₁=86мм, шаг труб по глубине пучка S₂=70мм, число рядов труб в пакете Z₂=20, диаметр труб поверхностей нагрева d_н=32мм.

Пользуемся источником [1; приложение А] при =9,3м/с и d_н=32мм коэффициент теплоотдачи при поперечном обтекании гладкотрубного пучка труб α_о = 78Вт/(м²·^оС), а при Z₂=20, S₁/ d_н=86/32=2,68, S₂/d_н=70/32=2,18 и t¯_д.э=286^оС получим k_z=0,98, k_s=1,1, k_t=1,1.

α_к = 78· 0,98· 1,1· 1,1 = 93,3Вт/(м²·^оС)

Определяем эффективную толщину излучающего газового слоя по формуле [1; 22]:

(61)

Произведение парциального давления излучающих составляющих на эффективную толщину излучающего газового слоя определяем по формулам [1; 22]:

Р_СО2 · S_эф = 98,1· 0,109 ·0,118 = 1,26кН/м (62)

Р_Н2О · S_эф = 98,1· 0,109 · 0,112 =1,19кН/м (63)

Определяем степень черноты дымовых газов [1; 22]:

ε_д = ε_СО2 + β· ε_Н2О (64)

Согласно номограммам [1; приложение Б и В] степени черноты СО₂, Н₂О и β равны: ε_СО2 =0,05, ε_Н2О =0,045, β =1,05.

ε_д = 0,05 + 1,05· 0,045= 0,1

На выходе из экономайзера при t^//_д.3 =275^оС энтальпия дымовых газов i^//_д.э =380кДж/м³ (рисунок 2)

Ориентировочно определяем количество тепла, воспринятое поверхностью экономайзера по формуле [1; 23]:

Q_э^/ = V_од ·(i^/_д.исп – i^//_д.э) ·10³ (64)

Q_э^/ = 42,71· (496 – 380)· 10³=4954360Вт

Определяем среднюю температуру стенок труб по формуле [1; 23]:

(65)

Определяем степень черноты дымовых газов при температуре стенки труб по формуле [1; 23]:

(66)

Коэффициент теплоотдачи излучением определяем по формуле [1; 23]:

(67)

Суммарный коэффициент теплоотдачи от дымовых газов к трубам определяем по формуле [1; 23]:

α_Σ = α_к + α_изл (68)

α_Σ = 93,+ 3,63 = 97Вт/(м²·С)

Коэффициент теплопередачи определяем по формуле [1; 24]:

К = α_Σ / (1+ ε · α_Σ) (69)

К = 97 / (1 + 0,005· 97) = 65,63Вт/(м²·^оС)

Определяем количество тепла, отданное дымовыми газами в экономайзере по формуле [1; 21]:

Q_пр = (K· F· Δ¯t)/1000 (70)

Q_пр = (65,63 ·725 ·91)/1000 = 4312кВт

Энтальпия дымовых газов на выходе из экономайзера определяется по формуле [1; 24]:

i^//_д.э = i^/_д.исп – (Q_пр / V_од · ζ) (55)

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

i^//_д.э = 496 – (4312/ 42,71 ·0,95) = 390кДж/м³

При i^//_д.э = 390кДж/м³ по рисунку 2 определяем температуру газов на выходе из экономайзера: t^//_д.э = 280^оС. Расхождение между принятой и полученной температурой составляет [1; 21]:

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