Поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя

Целью поверочно-конструкторского расчёта пароперегревателя является определение его поверхности нагрева при известных тепловосприятиях, конструктивных размерах и характеристиках. Тепловосприятие пароперегревателя определено ранее, конструктивные размеры и характеристики поверхности заданы чертежом. Решением уравнения теплопередачи определим требуемую (расчётную) величину поверхности нагрева пароперегревателя, сравним её сзаданной по чертежу и примем решение о внесении конструктивных изменений в поверхность.

По чертежам парового котла составим эскиз пароперегревателя в двух проекциях и схему движения пара(рис.3). На эскизе укажем конструктивные размеры поверхности.

По чертежам и эскизу заполняем таблицу 8:

Конструктивные размеры и характеристики пароперегревателя Таблица 8

Наименование величин Обозначение Ед. изм. Номер ступени по ходу газа Весь пароперегреватель
Наружный диаметр труб d м 0,038 0,038 0,038
Внутренний диаметр труб dвн м 0,032 0,032 0,032
Число труб в ряду z1 шт. -
Число рядов по ходу газов z2 шт.
Средний поперечный шаг труб S1 м 0,11 0,11 0,11
Средний продольный шаг труб S2 м 0,10 0,09 0,095
Средний относительный поперечный шаг S1/d - 2,895 2,895 2,895
Средний относительный продольный шаг S2/d - 2,63 2,37 2,50
Расположение труб - - коридорное -
Характер взаимного движения сред - - смешанный -
Длина трубы змеевика l м 22,25 32,8 -
Поверхность, примыкающая к стене Fст*x м2 3,619 8,01 11,55
Поверхность нагрева H м2 109,81 164,56 274,37
Высота газохода на входе поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru ' м 3,875 2,15 -
Высота газохода на выходе поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru " м 3,325 1,875 -
Проекция труб на входе l’iпр м 3,5 1,7 -
Проекция труб на выходе l”iпр м 3,2 1,7 -
Ширина газохода b м 4,4 4,4 4,4
Площадь живого сечения для прохода газов на входе F' м2 11,73 6,876 -
Площадь живого сечения для прохода газов на выходе F" м2 9,766 5,666 -
Площадь живого сечения для прохода газов среднее Fср м2 10,658 6,213 7,46
Средняя эффективная толщина излучающего слоя S м - - 0,281
Глубина газов, объема до пучка lоб м 0,5 1,75 2,25
Глубина пучка lп м 0,5 1,35 1,85
Кол-во змеевиков, включенных параллельно по пару m шт.
Живое сечение для прохода пара f м2 0,032 0,032 0,032

Целесообразность разделения пароперегревателя на ступени обычно определяют характером взаимного движения сред (газов и пара) и размещением между ступенями пароохладителей. Нумерация ступеней ведётся по ходу газа. Поверхность нагрева для каждой ступени пароперегревателя определяют по наружному диаметру труб, полной длине змеевика (с учётом гибов) li и числу труб в ряду (поперёк газохода) Z1.В неё также включается поверхность труб, примыкающих к обмуровке, называемая дополнительной, которую определяют как произведение площади стены (потолка) Fст, занятой этими трубами, на угловой коэффициент х, определяемый по номограмме на основании соотношений S1/d и е/d причём е/d @ r/d =0,5 Þ х=0,7.

Таким образом, с учётом особенностей конструкции пароперегревателей поверхность нагрева каждой ступени определим по формуле:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Глубину газового объёма до пучка каждой ступениlоб и глубину пучка ступени lп определяют по рекомендациям и чертежу. Средний продольный шаг для каждой ступени определяют расчетом по формуле:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Поперечный шаг в пределах каждой ступени не изменяется и поэтому совпадает со средним его значением. По средним значениям шагов для пароперегревателя и среднему диаметру находим эффективную толщину излучающего слоя:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Площадь живого сечения для прохода газов на входе и выходе определяем по формуле:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Площадь среднего живого сечения для прохода газов перегревателя в целом получаем:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Площадь среднего живого сечения для прохода пара для каждой ступени пароперегревателя :

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Составляем таблицу исходных данных для поверочно-конструкторского теплового расчёта пароперегревателя (таблица 9)

Таблица исходных данных для поверочно-конструкторского

теплового расчета пароперегревателя Таблица 9

Наименование величины Обозначение ед. изм. Величина
Температура газов до пароперегревателя поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru
Температура газов за пароперегревателя поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru
Температура пара в состоянии насыщения поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru
Температура перегретого пара поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru
Средний удельный объём пара в пароперегревателе поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru
Тепловосприятие конвективное по балансу поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru
Средний объем газов в пароперегревателе при поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru
Объемная доля водяных паров поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru - поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru
Суммарная объемная доля трехатомных газов поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru - поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru
Массовая концентрация золы в газоходе поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Средний удельный объём пара находят по удельным объемам пара в состоянии насыщения поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru при давлении в барабане поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru и перегретого пара поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru , при его температуре поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru и давлении после пароперегревателя поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru :

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Найдем коэффициент теплопередачи при сжигании мазута икоридорном расположении труб в пароперегревателе по уравнению:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

где поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru -коэффициент теплоотдачи от газов к стенке; при средней температуре газов поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru -коэффициент теплоотдачи от стенки к потоку пара; при средних значениях давления поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru и температуре поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru - коэффициент тепловой эффективности пароперегревателя;

Определим коэффициент теплоотдачи от газов к стенке:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

где aк- коэффициент теплоотдачи конвекцией; поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru - коэффициент теплоотдачи излучением газового объёма в трубном пучке и свободных от труб газовых объемов до пакетов трубных пучков; x = 1;

Коэффициент теплоотдачи конвекциейaкопределяем по номограмме предварительно рассчитываем скорость газов в пароперегревателе:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Рассчитаем среднюю температуру газов пароперегревателя:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Рассчитаем коэффициент теплоотдачи конвекциейaк:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Найдем по номограмме:

Коэффициент теплоотдачи конвекцией при поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru :aн =39, ккал/(м2*ч*0С);

Поправку на число рядов труб по ходу газов приотносительном шаге труб(поперек движения газов) поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru : поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru ;

Поправку на изменение физических свойств среды при поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru и rH2O= поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru : поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru ;

Поправку на компоновку трубного пучка при поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru и приотносительном шаге труб(вдоль движения газов) поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru : поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru .

Определим коэффициент теплоотдачи излучением поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru с необходимыми поправками связанными с наличием газового объема свободного от труб перед этими поверхностями и между отдельными пакетами поверхностей:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Где поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru - температура газов в объеме камеры;

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

А- коэффициент равный при сжигании мазута А=0,3

Определим коэффициент теплоотдачи излучением aл:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Рассчитаем степень черноты потока поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru :

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

где к*р*S - суммарная оптическая толщинагазового потока (не запыленного):

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru , поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru , поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru , поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru м*кгс/см2 → по номограмме поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Примем температуру загрязненной стенки пароперегревателя, необходимой для определения по номограмме коэффициента теплоотдачи: поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Определим по номограмме коэффициент теплоотдачи излучением и при поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru и поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru :aн=122,1 и поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Вычислим коэффициент теплоотдачи от стенки к потоку пара:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Определим среднюю скорость потока пара:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

По номограмме при поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru , поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru и поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru определим:

коэффициент теплоотдачи конвекцией поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru ;

поправку на внутренний диаметр труб пароперегревателя поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Рассчитаем средний температурный напор для пароперегревателя по формуле:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Где поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru – средний температурный напор для пароперегревателя исходя из предположения, что в нем осуществлен противоток.

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru – коэффициент пересчета от противоточной схемы к более сложной, определим по номограмме для рассчитываемого пароперегревателя с последовательно- смешанным током имеющего следующие безразмерные параметры:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Где поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru – поверхность нагрева прямоточной ступени пароперегревателя, м2;

Н – суммарная поверхность нагрева пароперегревателя, м2.

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Средний температурный напор для противотока рассчитаем по формуле:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Где поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Определим расчетную поверхность пароперегревателя по уравнению теплопередачи:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Определим невязку между полученным значением расчетной поверхности пароперегревателя и заданной (определенной по чертежу):

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru

Соответственно необходимо добавить количество петель в змеевике пароперегревателя. Рассчитаем количество петель:

поверочно-конструкторский расчет папроперегревателя - student2.ru


Наши рекомендации