РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

5. РАСЧЕТ ПАРОПЕРЕГРЕВАТЕЛЯ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

Геометрические характеристики:

Диаметр и толщина стенок труб:

 мм.

Поперечный шаг между трубами:

S1=72 мм.

Продольный шаг между трубами:

S2=85 мм.

Относительный поперечный шаг:

σ1=S1/d ,

σ1=0,072/0,032=2,52 м.

Относительный продольный шаг:

σ2=S2/d ,

σ2=0,085/0,032=2,65 м.

Компановка труб – шахматная.

Высота ребра:

hрб=13 мм.

Толщина ребра:

мм.

Шаг между ребрами:

Sрб=5,0 мм.

Диаметр оребрения:

D=d+2∙hрб ,

D=32+2·13=58 мм.

Количество труб по ширине газохода:

z1=132.

Условный диаметр:

 мм.

Длина труб:

l=11,5 мм.

Сечение для прохода газов:

Fг=a·b-z1·dy·l,

Fг=(10,55-0,9674)·11,5-0,0372·132·11,5=53,5 м2.

Число труб в одном сдвоенном ряду:

Nтр=z1·2,

Nтр=132·2=264.

Сечение для прохода пара:

fп=0,785·d2вн·Nтр,

fп=0,785·0,0242·264=0,119 м2.

Внутренняя поверхность теплообмена одного сдвоенного ряда:

Hвн=π∙dвн∙lтр∙Nтр,

Hвн=3,14∙0,028∙11,5∙264=266,9 м2.

Количество сдвоенных рядов: z=3.

Поверхность нагрева ребер одного сдвоенного ряда:

 м2.

Гладкая поверхность нагрева одного сдвоенного ряда:

м2.

Полная поверхность нагрева одного сдвоенного ряда:

H1р=Hрб+Hгл,

H1р=2341,3+244=2585,3 м2.

Полная поверхность нагрева пароперегревателя:

H=H1р∙z,

H=2585,3∙3=7755,9 м2.

Тепловой расчет

Температура газов перед ППВД, 0С:

Энтальпия газов перед ППВД, кДж/м3:

Iг=716,48.

Температура перегретого пара, 0С:

tпе=470.

Давление перегретого пара, МПа:

Pпе=8.

Энтальпия перегретого пара, кДж/кг:

iпе=3328,53.

Давление в барабане, МПа:

Pб=8,4.

Температура насыщенного пара, 0С:

tн=300,3.

Энтальпия насыщенного пара, кДж/кг:

iн’’=2749,9.

Уравнение баланса, кДж/м3:

 (5.1)

Энтальпия газов после ППВД, кДж/м3:

 (5.2)

Температура газов после ППВД, 0С:

Температурный напор (перекрестное движение сред), 0С:

, где (5.3)

Ψ – коэффициент пересчета от противоточной схемы к более сложной,

Δtпрт – температурный напор при противотоке.

Ψ=1.

Температурный напор при противотоке, 0С:

 (5.4)

Температурный напор на входе при противотоке, 0С:

 (5.5)

Температурный напор на выходе при противотоке, 0С:

 (5.6)

Температурный напор при противотоке, 0С:

Температурный напор, 0С:

Δt=1·95=95.

Средняя температура газов, 0С:

 (5.7)

Скорость газов, м/с:

 (5.8)

Коэффициент теплоотдачи конвекцией, :

 где (5.9)

n=0,7+0,08·φ+0,005·Ψр, где

Ψр=8,48,

n=0,7+0,08·(-0,86)+0,005·8,48=0,67.

CS – коэффициент, определяемый в зависимости от относительных поперечного и продольного шагов труб в пучке, типа пучка.

 (5.10)

CZ – поправка на число рядов труб по ходу газов.

При z2=6<8 и <2,0, то

 (5.11)

Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к:

λ=5,57·10-2.

Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:

ν=71,63·10-6.

Критерий Прандтля:

Pr=0,62.

Средняя температура пара, 0С:

 (5.12)

Скорость пара, м/с:

 где (5.13)

υ=0,03287 м3/кг – средний удельный объем пара.

Коэффициент теплоотдачи от стенки к пару, :

 (5.14)

Коэффициент теплопроводности, Вт/м·к: λ=6,34·10-2

Коэффициент кинематической вязкости, м2/сек:

 где (5.15)

μ – коэффициент динамической вязкости, (кгс·сек)/м2:

μ=2,86·10-6.

Критерий Прандтля: Pr=1,135.

Эквивалентный диаметр, м:

 (5.16)

Поправка Ct. В элементах котла температура стенки при течении пара мало отличается от температуры среды. поэтому Ct=1.

Поправка Cd=1.

Cl=1, l/d>50.

Коэффициент теплоотдачи от газов к стенке, :

 (5.17)

Коэффициент теплопередачи, :

 где (5.18)

Ψ=0,8 – коэффициент эффективности.

α1пр – приведенный коэффициент теплоотдачи.

 где (5.19)

 (5.20)

 м.

 (5.21)

 м.

Е – коэффициент эффективности ребра.

 где (5.22)

λрб=45,5 Вт/(м·к) – коэффициент теплопроводности материала ребра.

φЕ – коэффициент, учитывающий неравномерность теплоотдачи по поверхности ребра.

φЕ=1-0,058·m·hрб, (5.23)

φЕ=1-0,058·56,3·0,013=0,958.

μ – коэффициент, учитывающий влияние уширения ребра к основанию.

μ=1,03 (1, номограмма 6).

Е=0,78 (1, номограмма 6).

Уравнение теплопередачи, кДж/м3:

 (5.24)

Погрешность, %:

 (5.25)