Расчёт теплообмена в поверхностях нагрева
Расчёт основан на уравнениях теплового баланса и теплообмена, с помощью которых определяются тепловосприятия Q кДж/кг (кДж/м3), рассчитываемой поверхности от омывающих газов. Для поверхностей, у которых тепло, передаваемое рабочей среде, включает в себя тепловосприятие от газов и излучение из топочного объёма, приходится отдельно учитывать оба слагаемых.
Уравнение теплового баланса для конвективного пароперегревателя
(1.62)
Для поверхностей, расположенных в конвективном газоходе, Qл=0, поэтому для пароперегревателя и экономайзера
(1.63)
где D – расход среды через рассчитываемую поверхность, кг/ч; – энтальпии среды на выходе и входе в поверхность, кДж/кг.
Для воздухоподогревателя
(1.64)
где – отношение количества воздуха за воздухоподогревателем к теоретически необходимому (1.29); – доля рециркуляции воздуха в воздухоподогревателе:
(1.65)
здесь – температура воздуха: холодного на входе в воздухоподогреватель (ВЗП) и горячего на выходе из ВЗП.
Тепло, отданное дымовыми газами,
(1.66)
где φ – коэффициент сохранения тепла ; Δα – присосы воздуха по газоходам котла – см. табл. 1.1.
Значения энтальпий рабочей среды H определяются по таблицам термодинамических свойств воды и водяного пара [2].
|
|
|
Энтальпии газов и воздуха , кДж/кг (кДж/м3), принимаюится по табл. 1.4 при соответствующих температурах с учётом избытка воздуха (α); для всех газоходов находится по для газохода воздухоподогревателя – по .
Перепад энтальпии в пароперегревателе следует рассчитывать с учётом тепловосприятия пароохладителя. При поверочном расчёте задаются температурой газов на выходе, по (1.66) определяют отданное газами тепло, по (1.62) – температуру перегрева, а если она задана, то тепловосприятие пароохладителя, так как .
При расчёте котельных пучков и фестонов с постоянной температурой рабочей среды уравнение тепловосприятия по обогреваемой среде не составляется.
Расчёт излучения топочного объёма, например, для котельных пучков и фестонов, кДж/кг (кДж/м3), (соответственно Qл.п и Qл.ф) производится по формулам:
при отсутствии перед ними теплообменных поверхностей
(1.67)
при наличии перед ними трубного пучка
, (1.68)
где
. (1.69)
В формулах (1.67)-(1.69) – угловой коэффициент соответственно рассчитываемого пучка или фестона (рис. 1.9); фестон со смешанными по ходу газов трубами определяется как для шахматного пучка); – лучевоспринимающая поверхность, м2, входного сечения пучка, рассчитывается как произведение ширины топки на длину труб первого ряда пучка; – лучевоспринимающая поверхность, м2, предвключённого пучка и его угловой коэффициент (рис. 1.2); при числе рядов труб пять и более – коэффициент распределения тепловой нагрузки по высоте топки (табл. 1.8); – среднее тепловое напряжение поверхностьи топочной камеры, кДж /(:
|
|
|
. (1.70)
Количество тепла, воспринятого в топке на 1кг (1м3) топлива, составит:
. (1.71)
При поверочном расчёте для определения по формуле (1.66) приходится задаваться температурой за поверхностью и по ней оценивать энтальпию газов на выходе. При этом можно воспользоваться следующими рекомендациями по охлаждению дымовых газов в поверхностях котельного пучка, фестона: однорядный 7-10 оС;однорядный 15-20 оС; трёхрядный 30-40 оС; четырёхрядный 50-60 оС (меньшие значения для более влажных топлив).
При расчёте конвективного пароперегревателя (обозначим эту величину ), если перед ним расположен пучок или фестон, определяется по соотношению
|
|
|
, (1.72)
где х – угловой коэффициент предвключенной поверхности – см. рис. 1.9. При числе рядов предвключённого пучка пять и более . При проверочном расчёте вначале рассчитывается первая по ходу газов (горячая) часть – вторая ступень пароперегревателя.
Коэффициент распределения тепловосприятия по высоте топки ()
Таблица 1.10
| Тип топки | Относительная высота
| ||
| 0,6 | 0,8 | 1,0 | |
| Пылеугольная с твёрдым шлакоудалением: | |||
| АШ, тощий, каменные угли, сушенка бурого угля | 1,1 | 0,8 | 0,6 |
| Бурые угли, фрезерный торф | 1,1 | 1,0 | 0,8 |
| Газомазутная | 1,0 | 0,7 | 0,6 |
Изменение энтальпии среды, кДж/кг, в этой ступени может быть предварительно оценено как (1.77)
, (1.73)
где - приращение энтальпии пара в первой (холодной) ступени конвективного пароперегревателя (можно принять , а и тогда оценить ). Тепловосприятие пароохладителя принимают равным 15-20 кДж/кг, что позволяет на барабанном котлоагрегате поддерживать номинальный перегрев пара при нагрузке около 70% и выше.
При работе поверхностного пароохладителя:
в рассечку
(1.74)
на стороне насыщенного пара
|
|
|
. (1.75)
Тепловосприятие ступеней пароперегревателя по газовой стороне, кДж/кг (кДж/м3),
. (1.76)
Значения энтальпии газов за ступенями определяются с помощью (1.66), а по и при соответствующих значениях коэффициента избытка воздуха с помощью табл. 1.4 определяются температуры газов за ступенями пароперегревателя и .
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 249; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!