Тепловой расчёт поверхности нагрева котла

2.6 Тепловой расчёт поверхности нагрева котла

Общие положения методики.

Для расчета конвективных поверхностей нагрева используются уравнения теплового баланса и теплообмена.

В уравнениях теплового баланса определяется количество теплоты Q^б, отданное греющей средой – дымовыми газами или воспринятое нагреваемой средой – водой, паром и воздухом:

В уравнениях теплового баланса определяется количество теплоты Q^б, отданное греющей средой – дымовыми газами или воспринятое нагреваемой средой – водой, паром и

Q^б= У(I^I – I^II+Δα· I⁰_ХВ),

Q^б=(i^II-i^I),

Q^б=α_ВП^СР·(I_В^0II – I_В^0I).

По уравнению теплообмена находится количество теплоты Q^Т переданное в процессе теплопередачи от греющей среды (дымовых газов) и к нагреваемой среде (воде, пароводяной смеси, пару, воздуху):

По уравнению теплообмена находится количество теплоты Q^Т переданное в процессе теплопередачи от греющей среды (дымовых газов) и к нагреваемой среде (воде,

Q^Т=

В уравнениях приняты следующие обозначения:

У – коэффициент сохранения теплоты;

I^I и I^II – начальная и конечная энтальпии дымовых газов;

∆α – присос воздуха на рассчитываемом участке газохода;

I⁰_КВ – энтальпия теоретического количества воздуха, необходимого для горения, кДж/кг или кДж/м³;

D – расход нагреваемого теплоносителя (воды или пара) на рассчитываемом участке, кг/ч;

В_р – расчетный расход топлива, кг/с или м³/с;

i^Iи i^II – начальная и конечная энтальпии нагреваемого теплоносителями (воды и пара), кДж/кг;

α_вп^ср – среднее значение коэффициента избытка воздуха в воздухоподогревателе;

I^0I_В и I^0II_В – энтальпии теоретического количества воздуха, необходимого для горения, при температуре на входе в воздухоподогреватель и на выходе из него, кДж/кг или кДж/м³;

К – коэффициент теплопередачи, Вт/(м²К);

Н – поверхность нагрева рассчитываемого участка, м²;

∆t – температурный напор, ⁰С.

Порядок расчета пароперегревателя.

Для пароперегревателей котлов как правило выполняется конструктивный тепловой расчет, поскольку температура перегрева пара обычно задана, а величина поверхности нагрева пароперегревателя в значительной степени зависит от вида сжигаемого топлива.

В котельных агрегатах низкого и среднего давлении обычно применяются конвективные пароперегреватели [2], представляющие собой параллельно включенные змеевики составленные из труб малого диаметра (d_r= 28:42 мм) и расположенные после топки после первых рядов труб кипятильного пучка.

Для расчета пароперегревателя используются уравнения

Для расчета пароперегревателя используются уравнения

Порядок расчета конвективных пучков паровых и водогрейных котлов.

При поверочном тепловом расчете все конструктивные характеристики конвективного пучка (поверхность нагрева, диаметр и шаги труб, поперечное сечение газохода и др.) определяются из чертежа котла или по его паспортным данным, а температура и энтальпия продуктов сгорания перед котельным пучком принимаются из расчета топки или предшествующей поверхности нагрева.

Порядок расчета водяных экономайзеров.

Паровые котлы малой и средней мощности поставляются заводами изготовителями без хвостовых поверхностей нагрева и комплектуются отдельно стоящими, как правило, чугунными водяными экономайзерами ВТИ [3]. Для таких котельных установок выполняется конструктивный тепловой расчет экономайзеров, поскольку последние должны обеспечивать заданное снижение температуры уходящих газов и подогрев питательной воды.

В основу расчета водяного экономайзера закладываются условные равенства количеств теплоты, определяемых по уравнениям

Для пароперегревателей котлов как правило выполняется конструктивный тепловой расчет, поскольку температура перегрева пара обычно заданапаропеПорядок расчета

Паровые котлы малой и средней мощности поставляются заводами изготовителями без хвостовых поверхностей нагрева и комплектуются отдельно стоящими, как В

Порядок расчета воздухоподогревателей.

С целью улучшения условий воспламенения и горения влажных

С целью улучшения условий воспламенения и горения влажных и малореакционных топлив, а также при необходимости снижения потерь теплоты с уходящими газами, котлоагрегаты оборудуются воздухоподогревателями. Дымовые газы в таких воздухоподогревателях проходят внутри расположенных в шахматном порядке вертикальных труб диаметром 29:40 мм, омываемых снаружи в поперечном направлении воздушным потоком [3]. Скорость газов в воздухоподогревателях принимаются в пределах

W_Г= 8:12 м/с, а скорость воздуха-

W_B= (0,5·0,7)· W_Г.

Расчет воздухоподогревателя, по аналогии с расчетом водяного экономайзера, основывается на условии равенства количества теплоты, определяемых по уравнениям Поверочный тепловой расчет воздухоподогревателя, ведется с целью определения конечных температур нагреваемого воздуха и дымовых газов.

Таблица 1.5. Расчёт теплообмена в газоходах котла, твёрдое топливо

Проверочный тепловой баланс.

ΔQ=Q^р_р η_ка – (Q_л+ Q_I+ Q_II+ Q_э)∙=12820∙0,728 – (3468+664+3436+1204) ∙(=7,8