Расчет воздухоподогревателя

Промышленные котлы наиболее часто оснащаются трубчатым воздухоподогревателями (ТВП), в которых продукты сгорания проходят внутри труб, расположенных в шахматном порядке, а подогреваемый воздух проходит снаружи поперек труб. Таким образом со стороны ПС осуществляется продольное омывание поверхности, а со стороны воздуха – поперечное. Одноступенчатый ТВП рассчитывается конструктивным способом, при котором определяется требуемая величина поверхности. Эскиз хвостовой части топки см. рис 5, эскиз воздухоподогревателя см. рис.6.

Рис.5 Эскиз хвостовой части топки

Рис.6 Эскиз воздухоподогревателя.

Таблица № 14 Конструктивные характеристики воздухоподогревателя

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчёт
	Диаметр и толщина труб		мм.	По рабочему чертежу
	Число ходов по воздуху		шт.	по рабочему чертежу
	Шаги труб
-поперечный		мм.	По рабочему чертежу
-продольный		мм.	По рабочему чертежу
	Относительные шаги труб
-поперечный		¾
-продольный		¾
	Число труб в ряду		шт.	По рабочему чертежу
	Число рядов труб		шт.	По рабочему чертежу
	Омываемая высота труб		м.	По рабочему чертежу	3,5
	Высота хода		м	по рабочему чертежу	1,75
	Число труб	z	шт
	Поверхность нагрева		м2
	Сечение для прохода продуктов сгорания		м2
	Сечение для прохода воздуха		м2
	Ширина газохода	b	м	По раб. чертежу	3,4
	Глубина	с	м	По раб. чертежу	1,6

Таблица № 15 Поверочный тепловой расчёт воздухоподогревателя

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчёт
	Температура воздуха на входе		0С	Задана
	Энтальпия воздуха на входе			– таблица	381,478
	Температура воздуха на выходе		0С	Выбирается по табл.2.1, стр. 6[4]
	Энтальпия воздуха на выходе			– таблица	3539,69
	Температура продуктов сгорания на выходе		0С	Выбирается по табл.2.1, стр. 7[4]
	Энтальпия продуктов сгорания на выходе			– таблица	1840,38
	Тепловосприятие воздухоподогревателя по балансу
	Энтальпия продуктов сгорания на входе
	Температура продуктов сгорания на входе		0С	– таблица	317.35
	Температурный напор на входе		0С		317,35-275=42,35
	Температурный напор на выходе		0С		125-30=95
	Средний температурный напор при противотоке		0С
	Меньший перепад температур		0С		317,35-125=192,35
	Больший перепад температур		0С		275-30=245
	Параметр		¾
	Параметр		¾
	Поправочный коэффициент		¾	рис. П13 [1]	0,93
	Ср.тем-ый напор при параллельно-смешанном токе		0С		0,93·68,675=63,868
	Средняя температура продуктов сгорания		0С
	Средняя температура воздуха		0С
	Средняя скорость газов		м/с
	Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке			рис. П11 [1]
	Средняя скорость воздуха		м/с
	Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху			рис. П8 [1]
	Коэффициент теплоотдачи
	Расчётная поверхность нагрева		м2
	Расчётная омываемая высота труб		м
	Так как расчетная поверхность нагрева ВП по тепловому расчету выходит в 3 раза больше конструктивного, уменьшим поверхность ВП за счет изменения числа z1- труб в ряду и числа z2- рядов труб.
	Число труб	z	шт
	Сечение для прохода продуктов сгорания		м2
	Сечение для прохода воздуха		м2
	Средняя скорость газов		м/с
	Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке			рис. 11 [1] сl=1, сф=1, ан= ак= сф·сl·ан
	Средняя скорость воздуха		м/с
	Коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху			рис. П8 [1] а2=ак=сф·сн·сс·сz сф=1,05; сz=1 сs=1,1 ; ан=14,5
	Коэффициент теплопередачи
	Расчётная поверхность нагрева		м2
	Расчётная омываемая высота труб		м

Расчет экономайзера.

c=1,5

h=4,13

b=4,25

Рис. 6 Эскиз экономайзера.

Таблица №16 Конструктивные характеристики экономайзера

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчёт
	Диаметр и толщина труб		мм.	По рабочему чертежу
	Шаги труб
по ширине		мм.	По рабочему чертежу
по глубине		мм.	По рабочему чертежу
	Относительные шаги труб
по ширине		¾
по глубине		¾
	Длина горизонтали змеевика	h	м	По рабочему чертежу	4,13
	Глубина газохода	с	м	По рабочему чертежу	1,5
	Ширина газохода	b	м	По рабочему чертежу	4,25
	Число змеевиков		шт.	По рабочему чертежу
	Длина змеевика	l	м	По рабочему чертежу	156,6
	Поверхность нагрева		м2
	Сечение для прохода продуктов сгорания		м2
	Сечение для прохода питательной воды		м2
	Эффективная толщина излучающего слоя		м

Таблица №17 Тепловой расчет экономайзера

№ п/п	Наименование параметра	Обозначение	Единица измерения	Способ определения или расчетная формула	Величина или расчёт
	Температура продуктов сгорания на выходе		0С	Из расчета ВЗП	317.35
	Энтальпия продуктов сгорания на выходе			H-υ-таблица	5592,6
	Температура питательной воды на входе		0С	По заданию
	Энтальпия питательной воды на входе			Табл.1 [5]Ривкин по темпер.	632,2
	Температура продуктов сгорания на входе		0С	Из расчета пароперегревателя	667,56
	Энтальпия продуктов сгорания на входе			H-υ-таблица	12268,25
	Тепловосприятие по балансу
	Энтальпия воды на выходе из ступени			; П и Dсм. исходные данные
	Температура питательной воды на выходе		0С	Табл.2[5]	262,28
	Температурный напор на входе продуктов сгорания		0С		667,56-262,28=405,28
	Температурный напор на выходе продуктов сгорания		0С		317,35-150=167,35
	Средний температурный напор		0С
	Средняя температура питательной воды		0С
	Средняя температура продуктов сгорания		0С
	Температура загрязненной стенки		0С		206,14+25=231,14
	Средняя скорость продуктов сгорания		м/с
	Коэффициент теплоотдачи конвекцией			Рис. П8
	Коэффициент ослабления лучей трёхатомными газами			по рис. П4[1]
	Суммарная оптическая толщина запылённого потока		¾
	Коэффициент теплового излучения продуктов сгорания
	Коэффициент теплоотдачи излучением от продуктов сгорания		¾	Рис. П10 [1]
	Коэффициент теплоотдачи от продуктов сгорания к стенке				1·(58,21+44,22)=102,43
	Коэффициент загрязнения			рис. П14 [1]
	Коэффициент теплопередачи
	Требуемая поверхность нагрева		м2
	Величина необходимого изменения поверхности нагрева второй ступени экономайзера		м2		551-174,7=376,3
	Величина изменения длины каждого змеевика		м
	Величина изменения количества змеевиков		шт.