9. Компоновка и тепловой расчет водяных экономайзеров
9.1. На отечественных судах в настоящее время наибольшее распространение получили змеевиковые гладкотурбинные некипящие экономайзеры, работающие по принципу прямотока.
Нисходящий поток допускается только в двухсекционных экономайзерах, у которых первая секция по ходу движения воды расположена в зоне низкой температуры газов.
Недогрев воды до кипения в экономайзере принимается равным 30-400С.
Скорость воды в экономайзере принимается равной 1,5-2,5 м/с на полной нагрузке. Повышение скорости воды более 2,5 м/с приводит к чрезмерному росту гидравлических сопротивлений, при скорости ниже 1,8 м/с возникает опасность застоя паровых и газовых пробок при работе котла на минимальных нагрузках.
Для получения требуемой скорости воды применяется вместо одинарного змеевика сложные двух- , трех-, четырехзаходные змеевики (рис. 1а, б, в).
Нужные диаметры
труб у слабофорсированных парогенераторах
– от 29 до 38 мм, у высокофорсированых- от
20 до 25 мм, при этом поперечный и продольный
шаги применяются примерно одинаковыми
(S
/d=S
/d=1,45-1,5).
Внутренний размер коллекторов равен 100-200 мм. Подвод и отвод в экономайзерах обычно приводится по схеме 17.
9.2. Тепловой расчет экономайзера
Таблица 2. – Тепловой расчет экономайзера
№ п/п |
Величина |
Обознач. |
Ед. изм. |
Формула или источник |
Числ. знач. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1. |
Диаметр труб: наружный внутренний |
d dвн |
м м |
Принимаем Принимаем |
|
2. |
Шаг: поперечный продольный |
|
м м |
Принимаем Принимаем |
|
3. |
Коэффициент свободного прохода газов |
|
- |
|
|
4. |
Длина газохода |
|
М |
|
|
5. |
Ширина газохода |
|
М |
Эскиз (рис.1) |
|
6. |
Число труд в одном ряду |
n |
- |
|
|
7. |
Скорость воды при однозаходной змейке |
|
м/с |
|
|
8. |
Заходность змейки |
|
- |
Принимаем |
|
9. |
Действительная скорость воды в трубах |
|
м/с |
|
|
10. |
Средняя расчетная длина труб |
l |
М |
|
|
11. |
Расчетная поверхность нагрева одного ряда труб |
|
м |
|
|
Продолжение таблицы 2. – Тепловой расчет экономайзера
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
12. |
Живое сечение для прохода газов |
F |
м |
|
|
13. |
Мощность экономайзера (тепловой поток) |
|
МВт |
|
|
14.. |
Температура газов при входе в экономайзер |
|
0С |
= |
|
15. |
Энтальпия газов при входе в экономайзер |
|
МДж/кг |
|
|
16. |
Энтальпия газов при выходе из экономайзера |
|
МДж/кг |
- |
|
17. |
Температура газов при выходе из экономайзера |
|
|
Диаграмма (рис. 2) |
|
18. |
Средняя температура газов |
|
|
0.5( + ) |
|
19. |
Объемный расход газов |
|
м /с |
|
|
20. |
Средняя скорость газов |
|
м/с |
|
|
21. |
Коэффициент теплопроводности газов |
|
Вт/ м |
Приложение |
|
22. |
Коэффициент кинематической вязкости газов |
|
м ,с |
Приложение |
|
23. |
Критерий Прандтля |
|
- |
Приложение |
|
=
Продолжение таблицы 2. – Тепловой расчет экономайзера
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
24. |
Критерий Рейнольдса |
Re |
- |
|
|
25. |
Коэффициент загрязнения труб |
|
м /Вт |
Рис. 3 |
|
26. |
Коэффициент теплоотдачи конвекций |
|
Вт/ м |
|
|
27. |
Коэффициент теплопередачи (принимаем =1.0) |
k |
Вт/ м |
|
|
28. |
Средний температурный напор (прямоток) |
|
|
|
|
29. |
Поверхность нагрева экномайзера |
|
м |
|
|
30. |
Число рядов труб |
Z’ |
- |
|
|
31. |
Принятое число рядов труб |
Z |
- |
Округляем до целого четного числа |
|
