2.6. Расчёт котельного пучка.

Вместе с экранами топки котельный пучок является парообразующей (испарительной) поверхностью парогенератора. Цель расчета – найти температуру продуктов сгорания на выходе из котельного пучка и связанные с ней величины. Расчет ведут методом последовательных приближений, задаваясь температурой на выходе и добиваясь равенства теплот по уравнениям баланса и теплообмена.

1. Температура газов на входе в пучок (из расчета топки):

= 813 ⁰С

2. Энтальпия газов перед пучком (из расчета топки):

= 5594,5 кДж/кг(м³)

2. Конвективная поверхность нагрева (из таблицы 4):

= 214 м²

2. Диаметр труб (из таблицы 4):

= 0,051 м

2. Шаг труб поперек потолка газов (из таблицы 4 с учетом направления потока газов):

= 0,11 м

Тепловой расчёт котла

2. Шаг труб вдоль потолка газов (из таблицы 4 с учетом направления потока газов):

= 0,90 м

2. Живое сечение пучка для прохода газов (из приложения 1):

= 1,25 м²

2. Температура газов за пучком (принимается с последующим уточнением):

= 300 ⁰С

2. Энтальпия газов за пучком (по - диаграммы при ):

= 1666,125 кДж/кг(м³)

2. Тепло, отданное газами по уравнению баланса:

=

=0,994·(5594,5 – 1666,125 + 0,05·74,8) = 3908,5 кДж/кг(м³)

2. Температура насыщения воды, кипящей в трубах пучка, при давлении 1,4 МПа:

= 194 ⁰С

2. Большая разность температур:

= 813-194 = 619 ⁰С

2. Меньшая разность температур:

= 300-194 = 106 ⁰С

2. Средний температурный напор:

= = 291 ⁰С

2. Средняя температура газов:

= = 556,5 ⁰С

2. Средняя скорость газов:

= 7,0 м/с

2. Коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов к стенке:

=

= = 56,3 Вт/(м^{2 0}С)

г

Тепловой расчёт котла

де - коэффициент учитывающий число рядов труб z по ходу газов; при z3, =1;

- коэффициент учитывающий геометрическую компоновку пучка труб (если расчет дает отрицательное значение то принять =1)

= = 0,996

, Вт/(м*К), - коэффициент теплопроводности газов при средней температуре потока;

, м²/с, - коэффициент кинематической вязкости газа при средней температуре потока;

- число Прандтля при средней температуре потока газа.

18. Коэффициент теплоотдачи излучением:

Вт/(м² К),

где - степень черноты загрязненной лучевоспринимающей поверхности;

- степень черноты потока газов при средней температуре газов в котельном пучке

= 556,5+273 = 829,5 ⁰С

= 0,205

коэффициент ослабления излучения при средней температуре потока (формулы смотри в разделе расчета топки):

= 2,91+ 10,12 = 13,03 (м МПа)^-1,

давление в потоке газов МПа,

оптическая толщина слоя газа:

= = 0,1765 м

температура загрязненной стенки (при сжигании мазута и твердого топлива ):

= 273+194+60 = 527 К

п – показатель степени; для запыленного потока (мазут, твердое топливо) п=4.

19. Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке:

=1·(56,3+13,54) = 69,84 Вт/(м² К)

где коэффициент омывания, зависящий от угла между направлением потока газов и осью труб; при угле 90 ^о .

Тепловой расчёт котла

20. Коэффициент тепловой эффективности поверхности нагрева (смотри [2]: с.47, табл.7-1; с.48, табл.7-3; с.48, пункт 7-55):

= 0,6

21. Коэффициент теплопередачи:

= 0,6·69,84 = 41,9 Вт/(м^{2 .} К)

21. Тепло, воспринятое поверхностью нагрева по уравнению теплопередачи:

= = 4122,2 кДж/кг(м³)

Если при расчете методом последовательных приближений в первом приближении расхождение между и превосходит 2%, то следует сделать следующее приближение. Если имеются результаты расчета теплот в двух приближениях, можно прибегнуть к расчетно-графическому методу определения параметров на выходе из пучка.